표준 조건 (1 대기압, 1M 농도 및 298K)에서 표준 감소 전위를 증가시키기 위해 배열 될 때 요소는 전기 화학 시리즈 라고합니다. .
전기 화학 시리즈 및 감소 전위 :
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요소
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전극 반응
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감소 전위 (EV)
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Li
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li + + e – =li
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-3.05
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k
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k + + e – =k
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-2.925
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Ca
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Ca2 + + 2e – =Ca
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-2.87
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na
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na + + e – =na
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-2.714
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mg
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mg2 + + 2e – =mg
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2.37
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al
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al3 + + 3e – =al
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-1.66
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Zn
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zn2 + + 2e – =zn
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-0.7628
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cr
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CR3 + + 3E – =CR
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-0.74
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Fe
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fe2 + + 2e – =fe
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-0.44
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CD
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CD2 + + 2E – =CD
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-0.403
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ni
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ni2 + + 2e – =ni
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-0.25
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sn
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sn2 + + 2e – =sn
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-0.14
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H2
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2H + + 2E – =H2
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0
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cu
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cu2 + + 2e – =cu
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0.337
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i2
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i2 + 2e – =2i –
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0.535
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Ag
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ag + + e – =ag
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0.799
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hg
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hg2 + + + 2e – =hg
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0.855
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br2
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br2 + 2e – =2br–
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1.08
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cl2
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cl2 + 2e – =2cl –
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1.36
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au
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au3 + + 3e – =au
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1.5
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f2
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f2 + 2e – =2f–
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2.87
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전기 화학 시리즈의 적용 :
(i) 세포 반응의 타당성 검사 -
EMF가 특정 방향으로 양성인 경우 화학 반응이 가능합니다. 그렇지 않으면 반응은 실행 가능하지 않습니다.
예 :Zn L ZnSO4 LL CUSO4 L CU E =+1.10 볼트 (실행 가능)
cu l cuso4 ll znso4 l zn e =-1.10 볼트 (실행 가능하지 않음)
E의 값에서 아연이 구리를 감소시킬 수 있지만 구리는 아연을 줄일 수 없다는 것을 알 수 있습니다.
(ii) 반응의 자발성 확인 -
표준 상태 하에서, go =- n f eo
EMF가 양수이면 반응이 자발적 일 때 is g가 음수입니다.
EMF가 음성이라면 반응이 자발적이지 않으면 긍정적입니다.
EMF가 0이면 is g는 0이고, 이는 평형 조건입니다.
(ii) 금속의 반응성 -
금속은 전자를 쉽게 잃는 경우, 즉 양이온을 형성하는 경향이 있으면 반응성입니다. 표준 감소 전위의 음수 값이 높거나 양의 양수 값이 더 작은 금속은 전자를 빠르게 잃고 반응성이 높습니다. 따라서, 전기 화학 시리즈의 상단에 배치 된 금속은 전기 화학 시리즈에서 더 낮은 것보다 더 활성이다. 따라서 전기 화학 시리즈는 Li가 Cu보다 더 반응성이 있음을 의미합니다.
그룹 1 및 그룹 2 금속은 부정적인 감소 전위가 높기 때문에 산에 쉽게 용해됩니다.
금속의 반응성은 또한 요소의 전기 양성 특성으로 연구 될 수 있습니다.
금속과 마찬가지로 감소 전위의 가치가 증가함에 따라 감소합니다. 다음 부서에서 연구 할 수 있습니다.
- 강하게 전기 양성 금속은 약 -2.0 볼트 또는 더 많은 음의 표준 감소 전위 를가집니다.
- 중간 전기 양성 금속은 0.0에서 약 -2.0 볼트 사이의 표준 감소 전위를 갖습니다.
- 약한 전기 양성 금속은 수소 아래에 배치되어 양성 감소 전위 값을 갖습니다.
(iii) 변위 반응의 패턴 -
전기 화학 시리즈에서 높은 금속은 금속을 용액으로부터 대체 할 것입니다. 이는 계열에서 낮은 경우, 즉 표준 감소 전위의 음수 값이 높을수록 다른 금속을 대체하는 경향이 더 많습니다.
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예 :철과 철 위의 금속은 물에서 수소를 해방시킬 수 있습니다.
(iv) 금속의 특성 감소 -
금속의 특성을 줄이는 것은 전자를 잃는 경향에 달려 있습니다. 음의 감소 전위 값이 높을수록 전자를 잃는 경향이 더 많습니다. 우리가 전기 화학 시리즈에서 리튬에서 불소로 이동함에 따라 그들의 감소 자연이 감소합니다. 따라서 리튬이 가장 강력한 환원제라고 말할 수 있습니다.
(v) 비 메탈의 산화 특성-
금속의 산화 특성은 전자를 수용하는 경향에 달려 있습니다. 더 많은 잠재적 감소 값입니다. 더 높은 것은 전자를 받아들이는 경향입니다. 따라서, 산화 특성은 전기 화학 시리즈에서 위에서 아래로 증가한다. 따라서 우리는 F2가 CL2보다 더 강한 산화제라고 말할 수 있습니다.
(vi) 금속 산화물의 열 안정성 -
열 안정성은 고온에서 금속 산화물의 안정성을 말하며 금속의 전기 양성 특성에 따라 다릅니다. 금속의 전기 양성 특성은 위에서 아래로 감소하므로 열 안정성도 위에서 아래로 감소합니다. 전기 화학 시리즈에서 아래에 오는 금속은 불안정한 산화물을 형성하고 가열에 분해됩니다.
(vii) 전기 분해 산물 -
용액에 두 개 이상의 이온이 존재하는 경우. 전기 분해 중 선호도에 따라 전극에서 해방됩니다. 표준 감소 전위의 값이 높은 양이온은 캐소드에서 먼저 배출됩니다. 마찬가지로, 표준 감소 전위 값이 낮은 음이온은 양극에서 먼저 방출됩니다.
예 :Cu2+, SO42-, H+및 OH-이온을 함유하는 CUSO4의 수용액이 전기 화 될 때, Cu2+이온은 양극의 음극 및 OH-이온에서 배출됩니다.
결론
전기 화학 시리즈는 표준 감소 전위의 가치에 기초한 요소의 배열입니다. 이러한 배열을 살펴보면 다양한 요소의 비교 행동을 이해할 수 있습니다. 설명 할 수있는 특성 중 일부는 산화물의 열 안정성, 비금속의 특성, 금속의 특성 감소, 변위 반응의 패턴 등입니다.
