전기 화학은 전자의 전달과 화학 에너지를 전기 에너지로 상호 변환하는 반응을 연구하는 화학 분야입니다.
전기 화학은 배터리, 휴대폰, 손전등, 컴퓨터 및 계산기와 같이 일상 생활에서 사용되는 많은 장치의 제조에 적용됩니다.
산화 반응
전기 화학에서 연구 된 반응은 다음과 같습니다. 산화 환원. 그들은 손실과 이득이 특징입니다 전자. 이것은 전자 이동 한 종에서 다른 종으로.
이름에서 알 수 있듯이 산화 환원 반응은 두 단계로 발생합니다.
- 산화: 전자 손실. 산화를 일으키는 원소를 산화제라고합니다.
- 절감: 전자 이득. 환원을 일으키는 원소를 환원제라고합니다.
그러나 누가 전자를 얻고 누가 잃는 지 알기 위해서는 원소의 산화수를 알아야합니다. 이 산화 환원 예를 참조하십시오.
Zn (s) + 2H+(수성) → Zn2+(수성) + H2(지)
아연 원소 (Zn2+)는 두 개의 전자를 잃어 산화됩니다. 동시에 그것은 수소 이온의 감소를 일으켰습니다. 따라서 환원제입니다.
(H) 이온+) 전자를 얻고 환원을 겪습니다. 그 결과 아연의 산화를 일으켰습니다. 산화제입니다.
더 많이 알다 산화.
배터리 및 전기 분해
전기 화학 연구는 배터리와 전기 분해로 구성됩니다. 두 프로세스의 차이점은 에너지 변환입니다.
- 그만큼 세포는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다., 자발적으로.
- 그만큼 전기 분해는 전기 에너지를 화학 에너지로 변환합니다., 그래서 자발적으로.
더 많이 알다 에너지.
스택
전기 화학 전지라고도하는이 전지는 산화 환원 반응이 일어나는 시스템입니다. 두 개의 전극과 전해질로 구성되어 전기. 두 개 이상의 배터리를 함께 연결하면 배터리가 형성됩니다.
전극은 전자 교환을 가능하게하는 고체 전도성 표면입니다.
- 산화가 발생하는 전극을 양극이라고하며 배터리의 음극을 나타냅니다.
- 환원이 일어나는 전극은 배터리의 양극 인 음극입니다.
전자는 양극에서 방출되고 전도 선을 따라 음극으로 이동하여 환원이 발생합니다. 따라서 전자의 흐름은 양극에서 음극으로 이동합니다.
전해질 또는 염 다리는 전자를 전도하여 시스템에서 순환을 허용하는 전해질 용액입니다.
1836 년 John Fredric Daniell은 다음과 같은 시스템을 구축했습니다. 다니엘 파일. 그는 금속 와이어로 두 개의 전극을 연결했습니다.
하나의 전극은 황산 아연 수용액 (ZnSO)에 담근 금속 아연판으로 구성되어 있습니다.4), 양극을 나타냅니다.
다른 전극은 황산구리 (CuSO) 용액에 담근 금속 구리판 (Cu)으로 구성됩니다.4), 음극을 나타냅니다.
음극에서 구리 환원이 발생합니다. 한편, 양극에서는 아연의 산화가 일어납니다. 다음 화학 반응에 따르면 :
음극: 엉덩이2+(수성) + 2e- | → Cu0(s) |
양극: Zn0(들) | → Zn2(수성) + 2e-|
일반 방정식: Zn0(s) + Cu2+(aq) | → Cu0(s) + Zn2+(수성) |
"|" 반응물과 생성물 간의 위상차를 나타냅니다.
전기 분해
그만큼 전기 분해 외부 소스에서 나오는 전류의 흐름에 의해 발생하는 비 자발적인 방식으로 발생하는 산화 환원 반응입니다.
전기 분해는 화성이거나 수성 일 수 있습니다.
화성 전기 분해는 용융 된 전해질, 즉 융합 공정에 의해 처리되는 것입니다.
수성 전기 분해에서 사용되는 이온화 용매는 물입니다. 수용액에서 전기 분해는 불활성 전극 또는 활성 (또는 반응성) 전극으로 수행 할 수 있습니다.
응용 프로그램
전기 화학은 우리의 일상 생활에서 매우 존재합니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
- 인체의 반응;
- 각종 전자 기기 제조
- 배터리 충전;
- 전기 도금: 금속 아연으로 철 및 강철 부품 코팅;
- 화학 산업에서 다양한 유형의 적용.
금속의 녹은 금속 철 (Fe)이 철 양이온 (Fe)으로 산화 됨으로써 형성됩니다.2+) 공기와 물이있을 때. 녹을 일종의 전기 화학적 부식. 전기 도금 공정을 통해 금속 아연으로 코팅하면 철이 공기와 접촉하는 것을 방지합니다.
수업 과정
1. (FUVEST)-I 및 II는 표시된 의미에서 표준 조건에서 물에서 자발적으로 발생하는 반응 방정식입니다.
나는. Fe + Pb2+ → 철+2 + Pb
II. Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe
이러한 반응을 단독으로 또는 함께 분석하면 표준 조건에서
a) 전자는 Pb에서 전달됩니다.2+ Fe.
b) Pb와 Zn 사이에서 자발적인 반응이 일어나야합니다.2+.
c) Zn2+ Fe보다 더 나은 산화제 여야합니다2+ .
d) Zn은 자발적으로 Pb를 감소시켜야합니다.2+ Pb에.
e) Zn2+ Pb보다 더 나은 산화제 여야합니다2+.
d) Zn은 자발적으로 Pb를 감소시켜야합니다.2+ Pb에.
2. (Unip) 철 또는 강철 물체는 여러 가지 방법으로 부식으로부터 보호 할 수 있습니다.
I) 보호 층으로 표면을 덮습니다.
II) 물체를 아연과 같은 활성 금속과 접촉시키는 것.
III) 물체를 구리와 같은 덜 활성적인 금속과 접촉시키는 것.
맞습니다 :
a) 나만.
b) 만 II.
c) III 만.
d) 오직 I 및 II.
e) I 및 III 만
d) 오직 I 및 II.
3. (Fuvest) 슈퍼마켓에서 흔히 볼 수있는 더미에서 음극은 아연의 외부 코팅으로 구성됩니다. 아연이 음극으로 기능하도록하는 반 반응은 다음과 같습니다.
a) Zn+ + 및- → Zn
b) Zn2+ + 2e- → Zn
c) Zn → Zn+ + 및-
d) Zn → Zn2+ + 2e
e) Zn2+ + Zn → 2Zn+
d) Zn → Zn2+ + 2e
