감소 전위는 전극에서 전자를 얻거나 잃는 화학 종의 경향을 측정하여 산화 또는 산화를 감소시킵니다. 우리는 산화 환원 전위를 볼트 또는 밀리 볼트로 표현할 수 있습니다.
그것은 모든 종에 독특한 고유 산화 환원 전위가 포함되어 있음을 의미합니다. 예를 들어, 감소 전위가 더 큰 종은 전자에 대한 친화력이 더 높아 감소 할 가능성이 더 높습니다.
산화 환원 전위는 물질의 화학적 또는 전기 화학 반응성에 대한 환경 조건의 영향을 측정합니다. 따라서 다양한 물질과 시스템의 부식 보호를 예측하는 데 사용할 수도 있습니다.
다음은 감소 잠재적 예입니다.
|
반응
|
감소 전위 (볼트)
|
|
cl 2 + 2e- → 2 Cl-
|
+1.36
|
|
o 2 + 4H + + 4E- → 2H 2
|
+1.23
|
측정 및 해석
산화 환원 전위는 새로운 종을 수용액에 도입 할 때 전자를 얻거나 잃는 경향이 있습니다. 따라서, 양성 감소 전위 솔루션은 새로운 종의 전자를 더 쉽게 받아 들일 것입니다. 절대 전위를 측정하는 것은 실제로 불가능하기 때문에 기준 전극으로 환원 전위를 정의 할 수 있습니다. 대신, 우리는 소금 브리지로 연결된 안정적인 기준 전극과 불활성 감지 전극 사이의 전위차를 측정하여 수용액의 감소 전위를 결정합니다.
.
우리는 백금, 금 또는 흑연으로 만든 전자 전달 플랫폼을 사용하여 전자를 참조 반 셀로 또는 전자로 전달할 수 있습니다. 기준 반 셀은 알려진 산화 환원 표준 전위를 갖는다. 0.0 mV의 임의의 반 세포 전위를 할당하는 표준 수소 전극 (SHE)은 모든 표준 산화 환원 전위에 대한 기준으로 사용됩니다. 그러나 일상적인 실험실 사용에는 연약하고 비현실적입니다. 우리는 더 안정적인 기준 전극으로은 클로라이드 (SC)와 포화 칼로멜 (SCE)을 사용합니다.
수용액의 산화 환원 전위를 측정하는 것은 매우 간단합니다. 비평 형, 몇몇 산화 환원 커플 존재, 전극의 중독, 전류 소형 교환, 용액 온도 효과 및 pH, 느린 전극 동역학, 비가 역적 반응 및 비활성 산화 환원 커플을 포함하여 수용액의 산화 환원 잠재적 해석을 제한합니다. 결과적으로 실제 측정은 계산 된 값과 거의 일치하지 않습니다. 그러나 감소 전위 측정은 절대 값을 결정하기보다는 시스템 변경을 모니터링하기위한 분석 도구로 유익한 것으로 입증되었습니다.
. 감소 잠재적 설명
금속이 이온 용액에 침지 될 때 금속 솔루션 인터페이스에서 전위차가 형성됩니다. 전위차의 크기는 전자의 산화, 손실 또는 전자를 얻는 경향을 나타냅니다.
이온과 금속은 반 세포를 나타내며 반응은 반 반응으로 간주됩니다. 침지 된 금속을 전극이라고합니다. 용액 및 전극의 반응 후 전위는 전극 전위로 알려져 있습니다. 여기서는 전자의 패배 또는 이득을 전극 전위로 알려져 있습니다. 전극에서 발생하는 감소는 감소 전위로 알려져 있습니다.
산화 전위는 전극에서 산화가 발생할 때 발생합니다 :
m 2 m 2 + + 2e
금속 이온이 금속 표면에 침착하기 시작함에 따라 금속 막대에 양전하가 쌓입니다. 산화는 감소의 역전이기 때문에 부호를 변경하면 감소 잠재력이 제공됩니다.
전극의 경우 일반적으로
산화 전위 =- 감소 전위
예를 들어, 아연의 표준 산화 전위는
입니다.
EO (Zn/Zn) =0.76v
표준 감소 가능성은 물론
eo (zn/zn) =-0.76v
모든 전극 전위는 일반적으로 감소 전위로 표현됩니다.
IUPAC (Pure and Applied Chemistry의 국제 연합)는 최근 전극 전위의 지정으로 감소 잠재력을 채택했습니다.
우리는 298k에서 반 세포 반응을 수행 할 때 E에 의해 표준 전극 전위를 나타낼 수 있고, 전극은 하나의 어금니 농도 용액에 현탁된다. 표준 전극 전위 E를 사용하여 다양한 화학 물질의 열역학적 활성을 평가할 수 있습니다. 그러나 절대 값을 결정하는 방법은 없습니다. 수소 전극을 사용하여 전극의 잠재력을 측정 할 수 있습니다.
금속과 접촉하는 용액의 농도는 전극 전위를 결정합니다. 이온의 농도가 증가하면 전극의 산화 전위가 감소하고 이온의 농도가 감소하면 감소 전위가 증가합니다.
반 세포
전해질은 배터리의 두 절반 셀을 분리하여 배터리를 셀로 만듭니다. 전극은 반 셀을 셀 외부의 회로에 연결합니다. 필요하지는 않지만 각 전극은 산화 환원 커플의 일부가 될 수 있습니다.
H+(aq) 농도, 수소 가스 압력 (105pa) 및 온도 (298) k는 수소 반 세포의 표준 작동 매개 변수입니다.
우리는 각각의 절반 세포를 기준 수소 반 셀로 측정하여 표준 수소 반 셀에 대한 전극 전위 목록을 생성 할 수 있습니다. 이 절반 세포 반 반응은
입니다
2H (aq) + 2e ⇌ h 2 (g)
전극의 전위는 온도에 따라 다르기 때문에 표준 온도를 정의하고 298k입니다. 반 반응에서 이온의 농도를 변화시키는 것은 전압에 영향을 미치기 때문에, 우리는 1.00 mol dm의 표준 이온 농도를 사용합니다. 표준 압력은 105 pa입니다.
- 표준 수소 하프 셀은 편의를 위해 선택된 0.0V의 잠재력을 가지고 있습니다.
- 반 세포와 표준 수소 반 세포의 차이는 표준 전극 전위 e.
입니다. - 298k에서 1.00 mol DM 금속 염 용액에 담근 때 EO 값 변경 부호.
결론
전자를 얻고 잃는 능력은 감소 잠재력입니다. ‘볼트 또는 밀리 볼트는이 전압을 발현하는 데 사용되는 단위입니다. 긍정적 인 감소 전위 값은 감소하는 경향이 더 높음을 나타냅니다. 금속의 이온 활동은 복잡한 형성의 결과로 감소합니다. 따라서 복잡성은 금속 이온의 감소 가능성을 감소시킵니다.
자유 공동 이온의 표준 감소 가능성은 1.853 V입니다. 그러나, 복합 상태 [Co (nh 3 ) 6 ], 표준 감소 전위는 0.1V로 낮아집니다. [Fe (CN) 6 ] 감소 전위는 0.36 V입니다. 비교할 때, 자유 FE의 표준 감소 전위는 0.771 v입니다.
일반적으로 복잡한 형성은 금속 이온의 감소 전위를 감소시켜 금속 이온의 산화 상태가 더 안정적임을 나타냅니다. 따라서, 우리는 이러한 환원 잠재력의 변화를 사용하여 합성 조정 화학에서 복잡한 형성을 감지 할 수 있습니다.
