전기에 대한 연구와 그것이 화학 반응에 미치는 영향은 전기 화학이라고합니다. 전기 화학에서 전기는 전자가 '산화 환원'또는 산화 감소 반응에서 한 원소에서 다른 원소로 전자를 통과시켜 생성됩니다.
전기 화학은 전위와 식별 가능한 화학적 변화 사이의 관계를 다루며, 여기서 전기 전위는 특정 화학적 변화로부터 또는 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 전자의 움직임은 이러한 반응을 유발합니다.
화학 반응이 전위를 생성하거나 전위차에 영향을 받으면이를 '전기 화학 반응'이라고합니다. 화학적 반응은 분자들 사이의 전자의 직접 전달을 포함하기 때문이다. 대조적으로, 전기 화학적 반응은 용액에서 이온 종에 의해 분리 된 전극에 대한 전자적 전도 단계를 통해 간접적으로 전자의 움직임을 포함한다.
우리는 전기 화학의 기초와 기사의 다음 섹션에서 전기 화학의 중요한 주제를 탐구 할 것입니다. 다양한 입학 시험에서 전기 화학 주제의 중요성은 상당하며 철저히 읽어야합니다. 전기 화학을 연구하는 동안 이러한 필수 요점을 명심하십시오.
- 특정 화학 반응은 '전기'를 만들 수 있습니다.
- ‘전기’는 그렇지 않으면 발생하지 않을 특정 반응이 발생할 수 있습니다.
- 전기 화학 반응은이 두 가지 요인을 모두 다루고 있습니다.
전기 화학 - 중요한 주제
- 산화 및 환원 반응
- 전기 화학 세포
- 전해 세포
- 갈바닉 세포
산화 및 환원 반응
분자 또는 이온으로부터 전자의 전달로 인한 분자 또는 이온의 산화 상태를 변화시키는 전기 화학적 공정을 '환원 산화'또는 '산화 환원'반응으로 알려져있다.
전기 화학적 반응으로 가져온 원자, 분자 또는 이온의 산화 상태의 변화는 산화 및 환원으로 기술된다.
'산화'는 원자, 분자 또는 이온이 전자를 잃고 원자, 분자 또는 이온의 산화 상태가 증가 할 때 발생합니다. '감소'는 원자, 분자 또는 이온이 전자를 얻고 원자의 산화 상태, 분자 또는 이온이 감소 할 때 발생합니다.
이것은 니모닉 장치의 도움으로 기억 될 수 있습니다. '오일 리그', 즉 산화는 전자의 손실이며 전자의 감소입니다.
산화 환원 반응에서, 산화 및 환원은 항상 동시에 발생한다. 따라서, 산화를 겪는 원자, 분자 또는 이온을 환원제라고한다. 반대로, 감소 (또는 전자의 이득)를 겪는 원자, 분자 또는 이온을 산화제라고합니다.
예를 들어, 산화 환원 반응에서 :아연 원자가 2H+와 반응하여 2 개의 전자를 잃고, 결과적으로 Zn2+와 H2가 얻어진다.
Zn의 산화 수는 0에서 2로 증가하고; 따라서 우리는 종이 산화되고 있다고 말합니다. 한편, H +의 산화 수는 +1에서 0으로 감소하고; 따라서 우리는 종들이 감소하고 있다고 말합니다.
다음 반응의 경우 :
CO3 2- + 2H + → CO2 + H2O
원소 중 어느 것도 산화 또는 감소를 겪지 않습니다. 즉, 각 요소는 반응물 측과 생성물 측면에서 동일한 산화 수를 갖는다; 따라서 반응은 산화 환원 반응으로 간주되지 않습니다.
전기 화학 세포
화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 생성하거나 '전기'를 사용하여 특정 반응이 발생하지 않는 특정 반응이 발생하지 않는 전기 화학적 세포로 알려진 장치는 전기 화학적 세포라고합니다.
전기 에너지를 생성하기 위해 화학 반응을 사용하는 전기 화학적 세포는 '갈바닉 세포'또는 '볼타 세포'로 알려져 있습니다. '전기'를 사용하여 특정 반응이 비 임기적으로 발생하는 전기 화학적 세포는 전해 세포로 알려져 있습니다.
전해 세포
이 장치는 전기를 활용하여 비기간 화학 반응을 주도합니다. 예를 들어, 전기를 적용 할 때 물을 화학 성분, 수소 및 산소로 전해질 수 있습니다.
전해 세포는 전해질과 2 개의 전극의 세 가지 성분을 포함합니다. 양극 및 음극의 2 개의 전극은 용액 (전해질)에서 이온 종에 의해 분리된다.
외부 전압이 적용될 때, 전극은 누적 전하를 얻고, 반대 전하를 갖는 전해질의 이온은 상응하는 전극에 끌린다. 즉, 양의 차전 된 이온이 음으로 차지 된 전극으로 끌릴 것이고, 음으로 충전 된 이온이 양의 충전 된 전극으로 끌릴 것이다.
전하 전환 반응은 전극에서 발생합니다. 이러한 방식으로, 적용된 외부 전압은 분자를 화학 성분으로 자발적으로 분해하는 데 도움이되며, 그렇지 않으면 발생하지 않을 것입니다.
갈바닉 세포
전기 에너지를 생성하기 위해 화학 반응을 사용하는 전기 화학적 세포는 '갈바닉 세포'또는 '볼타 세포'로 알려져 있습니다.
구리 와이어가 잠기는은 질산은의 용액을 고려하십시오. 구리 이온은 질산은의 용액으로 전달되기 시작하고은 이온은 구리 와이어에 축적됩니다.
결과적으로,은 질산염 용액은 용액에 구리 이온의 존재로 인해 천천히 파란색으로 변한다. 이 경우, 구리 와이어는 산화되고 있으며 질산은 용액은 감소합니다.
갈바닉 세포는 다음 반응을 자발적으로 발생시키기 위해 구성 될 수 있습니다. 산화 환원 반응은 2 개의 절반 세포로 나눌 수 있습니다 :산화 반 셀과 환원 반 세포.
갈바닉 세포에서,이 반 세포는 외부 와이어를 통해 분리된다. 위에서 논의 된 경우, 산화를 겪는 구리 와이어는 양극으로 작용합니다. 양극은 감소가 발생하는은 전극에 연결된 전압계에 연결됩니다.
따라서은 전극은 '음극'역할을합니다. 이들 전극 모두 각각 질산 구리 및 질산은의 별도의 1m 용액에 침지 될 것이다.
산화 반 세포에서, Cu 이온은 전자를 잃고 Cu+2 이온으로 용액으로 들어갑니다. 반 세포 감소에서, Ag 이온은 Ag (들)로 감소한다. 두 반 셀을 연결하는 소금 다리는 반 셀 사이의 전하 균형을 유지합니다.
결론
전기에 대한 연구와 그것이 화학 반응에 미치는 영향은 전기 화학이라고합니다. 간단히 말해서, 전기 화학은 전기와 화학 반응의 관계를 연구합니다. 전기 전위와 식별 가능한 화학적 변화 사이의 관계를 다루며, 여기서 전기 전위는 특정 화학적 변화 또는 그 반대의 결과를 초래합니다. 전자의 움직임은 이러한 반응을 유발합니다.
