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전해질이 있는 수용액에서 왜 전류가 흐르나요?
구리선같은 금속에선 배터리 양극을 연결했을때 전자 드리프트 현상때문에 전자가 이동해서 전류가 생기는건 이해했어요. 근데 NaCl 수용액 같은걸 보면 Na이온이랑 Cl이온이 자신의 전하랑 다른 극으로 이동해서 전류가 생긴다는 거잖아요? 예를 들어서 (+)전극 쪽으로 Cl이온이 이동했을때 (+)전극쪽 도선은 전자가 오니까 전자가 전체적으로 이동하는 전자 드리프트 현상이 일어나고 전자가 배터리로 들어가면서 전자가 이동하니까 전류가 생기는 건데 Cl이온이 전자를 주면 다시 Cl이 되잖아요? 그럼 Cl은 전자를 다시 공급받아야하는데, 왜인지 모르겠습니다 애초에 제가 전류가 생기는 과정을 이해한게 맞나 생각이 드네요...인터넷을 뒤지고 ai한테 물어봐도 제가 원한 구체적인 대답이 안나오네요ㅠㅠ 제발 살려주세요
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
일단 Na와 Cl은 전하를 나르는 역할만 한다고 이해하시고 시작해야 됩니다. 수용액에서 전류가 흐르는 핵심은 전해질 이온들이 전하를 나르는 '배' 역할을하기 때문입니다. 금속도선처럼 전자가 직접 헤엄치는 것이 아닙니다.
그리고 (+)이온과 (-)이온이 각자의 전하를 품고 반대전극으로 이동합니다. 그렇게 회로를 연결해줍니다. 질문자님이 궁금해하신 전극 쪽 상황을 보면, (-)이온이 (+)전극에 도착해 전자를 건네줍니다. 이 전자가 도선을 타고 흐르게 됩니다. 이때 전자를 준 이온은 기체 등으로 변해 사라지지만, 수용액 속에는 수많은 다른 이온이 줄을 서서 대기하고 있습니다. 그래서 전류가 끊기지 않는거에여.
그리고 반대편 (-)전극에서도 도선에서 넘어온 전자를 다른 이온이 받아먹습니다. 이렇게 회로의 순환이 완성되는것잊니다. 결국 전해질이라는 연료가 바닥날 때까지 전자를 주고받는 릴레이가 된다 정도로 이해해 주샤도 좋을것 같습니다. 감사합니다.
채택된 답변안녕하세요.
용액 안에서는 이온이 전극에서는 전자가 전류를 이어주는 것입니다. NaCl 수용에에서는 Cl-가 + 전극으로 가서 거기서 전자를 잃으면서 Cl2 같은 형태로 산화가 됩니다. 잃은 전자는 전극으로 들어가게 되구요.
이 때 잃은 전자는 배터리를 통해서 - 전극으로 이동하고, 반대로 - 전극에서는 전자를 받아서 환원 반응이 일어나서 전하 균형이 유지되는 형태입니다.
전류라는게 용액 내에서 이온이 이동하고, 전극에서는 산화, 환원 반응이 일어나며, 외부 회로의 전자 이동이 연결되는 하나의 과정이라고 볼 수 있습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 조규현 전문가입니다.
수용액에서는 이온이 전류를 운반하는 역할을 하며, 이 과정은 금속 내 전자 이동과는 다소 차이가 있습니다. 예를 들어 NaCl 수용액에서 Na+ 이온과 Cl- 이온이 각각 반대 전극 쪽으로 이동하면서 전하를 전달하는데, 이때 이온이 전극 표면에 도달하면 전기화학 반응이 일어납니다. Cl- 이온이 양극(+)에 도달하면 전자를 잃고 기체 상태의 염소(Cl2)로 변하거나 다른 화학종으로 변환되는 산화 반응이 발생하며, Na+ 이온은 음극(-)에서 전자를 얻어 수소 기체나 금속 나트륨으로 환원되는 환원 반응이 일어납니다.
즉, 이온은 단순히 전자를 주고받는 것이 아니라 전극 표면에서 화학 반응을 통해 전자를 주거나 받아 전하의 이동이 지속되도록 돕는 역할을 합니다. 전해질 용액과 전극 사이에서 일어나는 이러한 산화·환원 반응이 전자 흐름과 이온 이동을 연결하며, 전체적으로 전류가 흐르도록 하는 원리로 이해하는 것이 적절합니다. 따라서 이온이 전자를 공급하거나 회수하는 과정은 단순한 전자의 이동이 아니라 전기화학 반응을 포함한 복합적인 과정으로 볼 수 있습니다.
참고 부탁드립니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
도선에서 전자가 흐르고 용액에서는 이온이 흐르며 전극 표면에서 산화 환원 반응이 일어나 두 흐름이 연결된다는 점입니다 NaCl 수용액에서 (+)전극 쪽으로 간 Cl⁻는 전극에 전자를 넘겨 Cl₂로 산화되고 그 전자는 도선을 따라 배터리로 이동하며 반대편 (−)전극에서는 물이나 Na⁺가 전자를 받아 환원 반응이 일어나 전하 균형이 맞춰집니다. 즉 Cl⁻가 다시 전자를 돌려받는 게 아니라 전자는 외부회로로 빠져나가고 용액·전극에서의 화학반응이 계속 이어지면서 전류가 유지되는 구조입니다.
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
전해질 수용액에서 전류는 금속처럼 전자가 아니고 이온으로 설명할 수 있습니다.
Na+ 이온과, Cl- 이온이 전기장에 끌려서 이동하면서 생기는 것이죠. 중요한 것은 Cl 마이너스가 플러스 전극에 갔다고 해서 항상 전자를 주고 Cl로 변하는 것은 아닙니다. 전극에서 산화 환원 반응이 가능할 때만 전자를 주고 다른 물질로 바뀌는 것이죠.
전극 반응이 없다면 이온은 전극 표면에서 쌓여서 전기장을 상쇄하고 전류는 잠깐 흐르다가 거의 멈추게 됩니다.