갈바니 전지와 전해전지에서 전극의 부호가 반대인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 자발적인 전지에 해당하는 갈바니 전지와 비자발적인 전지에 해당하는 전해 전지에서 전극의 부호가 서로 반대인 이유는 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
둘다 산화와 환원의 원리를 사용하지만 갈바니 전지는 자발적인 반응이고 전해전지는 비자발적 반응이기 때문입니다.
갈바닉전지는 자발적인 반응으로 음극에서 산화반응이 일어나고 전자를 내어놓다보니 음극이며 양극에서는 방출된 전자를 받아 환원이 일어나는 곳으로 양전하 입니다.
반대로 전해전지의 경우 외부에서 전기에너지를 주입해서 반응하는 비자발적인 전지 입니다.
음극에서는 외부의 전원장치에서 전자를 공급받으므로 환원 반응이 일어나며 외부전원인 음극이 연결되어 있기에 음전하를 띱니다. 양극에서는 외부전원 장치의 양극이 연결되어 전자를 외부로 배출합니다. 전자를 강제로 뺏기다보니 산화반응이 일어나며 양극을 띄게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
1명 평가질문해주신 것처럼 갈바니 전지와 전해 전지에서 전극의 부호가 서로 반대가 되는 이유는 전자가 이동하는 원동력이 어디에서 기인하는가 즉, 반응이 자발적으로 일어나는지 아니면 외부에서 강제로 밀어붙여야 하는지에 달려 있는데요, 우선 갈바니 전지의 경우를 보면, 두 전극 사이의 전위차 때문에 자발적인 산화-환원 반응이 일어납니다. 산화가 일어나는 전극에서는 전자가 방출되어 외부 회로로 이동하고, 이때 전자를 내놓는 쪽은 상대적으로 전위가 낮으므로 -극이 됩니다. 반대로 환원이 일어나는 전극은 전자를 받아들이는 쪽이므로 전위가 높아 상대적으로 +극이 되며 즉, 갈바니 전지에서는 산화 전극 = 음극, 환원 전극 = 양극이라는 관계가 성립합니다.
반면에 전해 전지에서는 자발적이지 않은 반응을 외부 전원이 강제로 진행시킵니다. 이때 외부 전원에서 전자를 밀어 넣어 주는 전극이 환원이 일어나는 곳인데, 여기서는 외부 전원이 전자를 공급하므로 전자가 모여드는 전극이 -극이 되고, 반대로 산화가 강제로 일어나야 하는 전극은 외부 전원에 의해 전자가 뽑혀 나가기 때문에 전자가 부족해지고, 따라서 상대적으로 +극이 됩니다. 즉, 전해 전지에서는 산화 전극 = 양극, 환원 전극 = 음극이라는 관계가 성립하여 갈바니 전지와 정반대가 됩니다. 감사합니다.