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오일 레벨이 서로 다른 두 용기를 생각해 보십시오. 연결되면 액체가 높은 수준에서 낮은 수준으로 흐릅니다. 개별 오일 레벨을 측정하면 흐름 방향을 예측할 수 있습니다.
상대적으로 갈바닉 전지에서 개별 전극 전위를 알면 산화제, 환원제 및 전자의 흐름을 예측하는 데 도움이 됩니다. 여기서 각각의 반전지는 해당한 전극 전위를 가지고 있습니다. 그러나 개별적인 전극 전위는 직접 측정할 수 없고 두 반전지 사이의 전위차만 측정할 수 있습니다.
그럼 어떻게 계산될까요? 개별적인 전극 전위를 결정하기 위해 한 전극에는 0의 전위가 할당되고 다른 전극의 전위는 그에 의해 측정됩니다. 전위가 0인 전극은 표준 상태 조건 하에서 수소 전극이며 표준 수소 전극 또는 SHE라고도 합니다.
SHE는 섭씨 25 도에서 작동하며 1 몰의 염산에 부분적으로 잠겨 있고 1 기압에서 수소 기체 흐름에 노출되는 불활성 백금 전극으로 구성됩니다. 아연 전극을 SHE에 연결하면 아연 전극은 질량이 감소하여 Zn2+이온으로 산화된다는 것을 나타냅니다. 동시에 수소 기체가 증가하면 수소 이온의 감소를 의미합니다.
따라서 아연은 양극이고, SHE는 음극입니다. 아연은 표준 전극 전위가 0.76 볼트로 SHE보다 산화 전위가 더 크다는 것을 나타냅니다. 그러나 SHE에 구리 전극을 연결하면 구리 이온이 구리로 환원됨에 따라 그 질량은 증가합니다.
따라서, 구리는 음극이고, SHE는 양극입니다. 구리의 표준 환원 전위는 0.34 볼트로 SHE보다 더 큰 환원 전위를 나타냅니다. 표준 전극 전위를 통해 발생하는 산화 또는 환원을 측정할 수 있습니다.
양극을 띨수록 표준 조건에서 환원 경향은 커집니다. 산화환원 반응의 방향과 자발성은 개별 표준 전극의 전위를 검사하여 결정됩니다. 전극 전위의 양의 합은 자발적인 반응을 의미합니다.
따라서 아연을 양극으로, 구리를 음극으로 하며 전지 전위가 1.10 볼트인 구리-아연 갈바닉 전지에 대해 두 개의 반전지 반응은 모두 정방향에서 자발적으로 일어납니다. 마지막으로 표준 전극 전위는 고유한 성질을 가지며 반응 화학당량 변화의 영향을 받지 않습니다.
은과 납의 반응성을 비교할 때 두 이온종인 Ag^+(aq)와 Pb2^+(aq)는 구리에 대한 산화환원 반응성에 차이가 있음이 관찰됩니다. 즉, 은 이온은 자발적 환원을 겪는 반면, 납 이온은 아닙니다. 이러한 상대적인 산화환원 활성은 전기화학 전지에서 세포 전위라는 특…
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