배터리에 전압계를 사용하면 두 전극 사이의 전위 (U 또는 ddp) 또는 기전력 (emf 또는 E)의 차이를 식별 할 수 있습니다. 그러나 이러한 방식으로 각 전극의 환원 또는 산화 전위를 식별하는 것은 불가능합니다.
과학자들은 산화 환원 과정을 연구하기 위해 이러한 값을 알아야했기 때문에 참조 상태. 이는 다음 표준 조건에서 다른 전극과 관련하여 각 전극의 전위를 측정하는 데 동의했음을 의미합니다.
• 온도는 25 ° C 여야합니다.
• 1.0 atm에서의 압력;
• 금속을 담근 용액의 농도는 1.0 mol / L이어야합니다.
따라서 선택한 전극은 수소 전극, 아래에 표시됩니다.
이 전극은 반응에 참여하지 않는 백금 판에 연결된 백금 와이어로 구성되어 있으며, 수소 가스가 들어있는 튜브 내부에 산성 용액에 담근다. 예에서 용액은 황산이었습니다.
| 관례에 따라 표준 수소 전극에는 제로, E를 위해 너무 많이0빨간 E는0옥시. |
따라서 다른 전극의 전위 값을 알아 내기 위해 표준 수소 전극으로 원하는 전극 스택을 만들고 전압계로 ddp를 측정합니다. 전압계에 표시된 값은 수소의 값이 0과 같기 때문에 원하는 전극의 전위가됩니다.
예를 들어, 아연 전극을 수소 전극과 상호 연결하여 환원 잠재력이 무엇인지 확인합니다.
위의 방식에 따르면 전압계는 전위차가 +0.76 (? E0 = +0.76) 인 것으로 식별했습니다. 우리는 또한 아연 전극이 산화되었으므로 양극입니다. 환원 된 수소 전극은 음극입니다.
그래서 우리는 :
? E0 = E0 빨간색 (음극)-E0 빨간색 (양극)
0.76 = 0.00-E0 빨간색 (Zn)
E0 빨간색 (Zn) = 0.00-0.76
E0 빨간색 (Zn) = -0.76
음의 값은 전자 전류가 아연 전극 (양극)에서 수소 전극으로 흐르기 때문에 음극처럼 동작 함을 의미합니다. 양수이면 반대 방향이고 수소 전극은 양극처럼 동작합니다. 이것은 구리 전극을 표준 수소 전극과 상호 연결했을 때 볼 수 있습니다.
? E0 = E0 빨간색 (음극)-E0 빨간색 (양극)
-0.34 = 0.00-E0 빨간색 (Zn)
E0 빨간색 (Zn) = 0.00 + 0.34
E0 빨간색 (Zn) = +0.34
따라서 가장 다양한 화학 종에 대한 환원 및 산화 전위를 정의 할 수 있습니다. 그러나 IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)에서는 환원 잠재력 만 사용하도록 권장합니다. 그리고 사용 된 금속에 관계없이 배터리 표현에서 수소 전극이 항상 먼저 표시됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
Pt – H2 (g) 1atm / H3O1 + (aq) 1 mol / L // Cu2 + (aq) 1 mol / L / Cu
아래 표에는 표준 수소 전극을 사용하는이 방법을 통해 얻은 전위와 각각의 반 반응이 나와 있습니다.
작성자: Jennifer Fogaça
화학 전공
브라질 학교 팀
출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm