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전기 화학 시리즈


일반적으로 활동 시리즈라고도하는 전기 화학 시리즈는 전극 전위 값 상승 순서대로 구성 요소의 배열을 설명하는 목록입니다. 이 시리즈는 여러 전극 대 표준 수소 전극 (SHE)의 잠재력을 비교하여 생성되었습니다.

전기 화학적 시리즈에서, 이온과 연락하는 전극 (금속 및 비 메탈)은 표준 감소 또는 산화 전위의 값에 근거하여 구성됩니다. 표준 전극 전위는 표준 환경에서 반 셀이 표준 수소 전극에 연결될 때 전압을 측정하여 획득됩니다.

전기 양성 및 전기 음성 요소

용액에 전자를 잃는 경향이 더 강한 것을 보여주는 요소 (수소 제외)는 일반적으로 전기 양성으로 분류됩니다. 유사하게, 전자를받는 요소는 전기 음성으로 간주된다. 그것들은 종종 시리즈의 요소 수소 아래에 있습니다. 어쨌든, 우리가 전기 화학 시리즈를 보면, 금속이 소금에서 서로를 대체 할 시퀀스를 알아낼 수 있습니다. 따라서 전기 양성 금속은 종종 산의 수소를 대체합니다.

전기 화학 시리즈 차트

전기 화학 시리즈 차트는 비슷한 금속과 비슷한 금속을 보여주는 간단한 방법입니다. 지붕의 경우, 우리는 재료를 참조하여 어떤 호환성 어려움이 존재하는지 알아야합니다. 이 차트에서는 일반적인 지붕 금속 (드문 경우)이 표시됩니다. 대부분의 기본 단어에서,이 척도에서 서로 떨어져있는 금속은 함께 근처에있는 것보다 부식 경향이 더 높아질 것입니다. (즉, 아연과 구리 =서로 스케일과는 거리가 멀다. 이것은 아연 코팅 지붕에 구리 파이프 배수 물이 없음을 의미한다). 4

전기 화학 시리즈의 적용

  1. 산화 및 감소 강도

전기 화학 시리즈를 통해 우리는 적절한 산화제 또는 환원제를 찾을 수 있습니다. 전기 화학 시리즈의 상단에 나타나는 모든 항목은 우수한 산화제입니다. 

  1. 전기 화학 세포의 표준 EMF (E0)의 계산

세포의 정상적인 EMF는 2 개의 반 세포의 종래의 환원 반응의 합입니다 :환원 절반 세포 및 산화 반 세포

eocell =eored + eooxi

컨벤션에 의해 표준 산화 전위는 항상 감소 전위로 표현됩니다.

따라서 표준 산화 전위 (EOOXI) =- 표준 감소 전위

따라서, EOCELL =(감소 반 세포의 표준 감소 가능성) - (산화 반 세포의 표준 감소 가능성) (산화 반 세포의 표준 감소 가능성)

산화가 양극에서 발생하고 캐소드에서 감소가 발생합니다. 따라서, eocell =eocathode - eoanode

  1. 산화 환원 반응의 타당성 예측

자유 에너지 변화 (ΔG)가 음성이면 모든 산화 환원 반응이 갑자기 발생할 수 있습니다. 자유 에너지는 다음과 같은 방식으로 셀 EMF에 연결됩니다.

Δgo =nfeo

여기서 N은 관련된 전자의 수이고, F는 Faraday 상수이고 EO는 셀 EMF입니다.

  • Δgo는 EO가 양수이면 음수 일 수 있습니다.
  • EO가 양성인 경우, 세포 반응은 자발적이며 전기 에너지의 원천으로 작용합니다.
  • 부정적으로 끝나면 자발적인 반응이 발생할 수 없습니다.
  • 산화 환원 반응에 대한 EO의 결과 값은 다른 금속 용기에 보관할 때 금속 염 용액의 안정성을 결정하는 데 필수적입니다.
  1. 전기 분해의 생성물 예측

경우, 용액에 2 가지 또는 더 많은 유형의 양성 및 음성 이온이 존재하는 경우, 전기 분해 동안 일부 금속 이온이 다른 것보다 선호하는 전극에서 배출되거나 분리된다. 일반적으로, 그러한 경쟁에서, 더 강한 산화제 (표준 감소 전위의 높은 가치) 인 이온은 캐소드에서 먼저 배출됩니다.

전기 화학 시리즈의 중요성

  • 전기 화학 시리즈에서, 요소의 감소 전위는 EO =Zero의 수소 스케일과 관련하여 취해진다. 정의에 따르면, 구성 요소의 표준 감소 전위는 구성 요소가 감소를 겪는 경향의 척도로 명시됩니다.
  • .
  • 구성 요소의 감소 전위가 클수록 더 쉽게 감소 할 것입니다. 한편, 감소 가능성이 거의없는 원소는 상당히 빠르고 쉽게 산화 될 것입니다.
  • 대안 적으로, 노력없이 전자를 포기하는 요소는 음성 또는 낮은 감소 가능성을 갖는다. 전자를 쉽게 포기하지 않는 요소는 오히려 전자를 쉽게받는 전자를 쉽게받을 수 있거나 더 큰 감소 가능성을 갖습니다.
  • 음성 표준 감소 전위를 갖는 강한 환원제는 전기 화학 시리즈의 수소 아래에 자주 위치합니다. 반면에, 긍정적 인 표준 감소 전위를 가진 약한 감소 제는 시리즈의 수소 위에 위치합니다.

결론 :

활동 시리즈 또는 전기 화학 시리즈는 전극 전위 값 증가 측면에서 구성 요소 그룹으로 구성된 목록입니다. 전위 전극과 관련하여 표준 수소 전극 (SHE)을 분석하고 평가함으로써, 시리즈가 생성되었습니다. 이온과의 상호 작용에 따라 모든 전극 (금속 및 비 메탈)은 표준 산화 및 환원 전위의 뚜렷한 값에 근거하여 전기 화학 시리즈로 분류됩니다.



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반응

표준 전극 전위

(E °) 25 ° C에서 볼트

F2 (g) + 2e– 2f- (aq)

+2.87

H2O {aq) + 2H + (aq) + 2E– 2H2O (1)

+ 1.77

au + (aq) + e - au (s)

+ 1.68

cl2 (g) + 2e– 2c1– (aq)

+ 1.36

O2 (g) + 4H + (aq) + 4E– 2H2O (1)

+ 1.23

bri {i) + 2e– 2br– (aq)

+ 1.09

ag + (aq) + e - ag (s)

+0.80

Fe H (aq) + E – Fe2 + (aq)

+0 .77

02 (g) + 2H + (aq) + 2E – H202 (aq)

+0.68

12 (s) + 2e– 21– (aq)

+0 .54

O2 (g) + 2H2O (1) + 4E– 4OH– (aq)

+0.40

Cu2 + (aq) + 2e– Cu (s)

+0.34

SN4+(aq)+2E - SN2+(aq)

+0.15

S (s) + 2H + (aq) + 2E - H2S (g)

+0.14

2H + (aq) + 2E - H2 (g)

0.00

pb2 + (aq) + 2e– pb (s)

-0. 13

sn2 + (aq) + 2e - sn (s)

-0.14

ni2 + (aq) + 2e– ni (s)

-0.23

CO2 + (aq) + 2E - CO (S)

-0.28

Fe2 + (aq) + 2e - Fe (s)

-0.44

Zn2 + (aq) + 2e– zn (s)

-0.76

2H2O (1) + 2E - H2 (g) + 2OH- (aq)

-0.83

Mn2 + (aq) + 2e– Mn (s)

–1.03

Al 3+ (aq) + 3e – al (s)

-1.67

mg2 + (aq) + 2e– mg (s)

-2.34

na + (aq) + e -na (s)

-2.71

Ca2 + (aq) + 2e– ca (s)

–2.87

k + (aq) + e – k (s)

–2 .93

li + (aq) + e – li (s)

-3.02