산화 환원 전위 (E °) :
* 화학 종이 전자를 얻거나 잃는 경향을 나타냅니다.
* 볼트 (V)로 측정.
* 양의 e °는 종이 감소하는 경향이 높음을 나타냅니다 (이득 전자).
* 음성 E °는 종이 산화되는 경향이 높음을 나타냅니다 (전자 손실).
자유 에너지 (ΔG) :
* 일정한 온도 및 압력에서의 반응으로부터 얻을 수있는 최대 작업량을 나타냅니다.
* Joules (J) 또는 Kilojoules (KJ)로 측정.
* 음성 ΔG는 자발적 반응을 나타냅니다 (에너지를 방출).
* 양성 ΔG는 비기간 반응을 나타냅니다 (에너지 입력이 필요).
관계 :
산화 환원 전위와 자유 에너지 사이의 관계는 다음 방정식으로 정의됩니다.
ΔG =-nfe °
어디:
* ΔG 자유 에너지의 변화입니다
* n 반응에서 전달 된 전자의 수입니다
* f 파라데이의 상수 (96,485 c/mol)
* e ° 표준 세포 전위입니다 (두 반 반응 사이의 산화 환원 전위차)
키 포인트 :
* 자발적 반응 : 양의 e °는 음성 ΔG에 해당하며, 자발적 반응을 나타냅니다. 이것은 반응이 외부 에너지 입력없이 진행한다는 것을 의미합니다.
* 자발적 비 반응 : 음성 e °는 양성 ΔG에 해당하며, 비전자 반응을 나타냅니다. 이는 반응이 에너지 입력이 필요하다는 것을 의미합니다.
* 평형 : 두 반 반응의 산화 환원 전위가 동일 할 때 (E ° =0), 자유 에너지 변화는 0 (ΔG =0)이며 반응이 평형 상태임을 나타냅니다.
요약하면, 산화 환원 전위와 자유 에너지 사이의 관계는 직접 비례하며, 양의 e °는 음의 ΔG를 나타내고 그 반대도 마찬가지입니다. 이것은 우리가 산화 환원 반응의 자발성을 예측하고 그들의 에너지 역학을 이해할 수있게합니다. .
응용 프로그램 :
이 관계는 다음을 포함하여 다양한 분야에서 중요합니다.
* 생화학 : 세포 호흡 및 광합성에서 전자 수송 사슬 이해.
* 전기 화학 : 배터리 및 연료 전지 설계.
* 환경 과학 : 토양 및 물 시스템에서 발생하는 산화 환원 반응 분석.
* 재료 과학 : 산화 환원 특성을 기반으로 재료의 안정성을 예측합니다.
