산화환원 반응에서 자발성을 예측할 때 표준 전극전위이를 이용하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 전자를 잃고 얻는 과정이 진행되는 산화환원 반응에서 자발성을 예측할 때 표준 전극전위를 이용하는 이유는 무엇이며, 표준 정극 전위 값은 어떻게 구하게 된 것인가요?
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 산화환원 반응에서 자발성을 표준 전극전위(E°)를 이용해 판단하는데요, 산화환원 반응은 전자 이동으로 이루어집니다. 자발적 반응은 전자 이동이 자연스럽게 일어나며, 자유에너지가 음수인 반응인데요, 따라서 E가 양수이면 ΔG < 0 → 반응이 자발적이기 때문에 전극전위는 반응의 자발성을 예측할 수 있는 직접적인 지표가 되는 것입니다. 또한 표준 전극전위(E°)는 반쪽 전지(산화-환원 반쪽)와 표준 수소 전극(SHE, H₂/H⁺)을 연결했을 때 나타나는 전위를 의미하는데요, E°는 반쪽 전지가 전자를 주거나 받는 경향을 나타내는 척도로, 상대적 산화력과 환원력을 비교할 수 있는 기준입니다. 이때 표준 전극전위를 사용하는 이유는 전극전위는 상대적인 전자 친화도, 산화력 측정치이므로, 서로 다른 반쪽 반응을 비교하여 어느 쪽이 전자를 더 잘 받는지 알 수 있기 때문입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
화학에 관심이 많으신분 같습니다. 덕분에 일반화학책을 다시 열어보고 있습니다ㅎㅎ
산화 환원 반응의 자발인지 비자발 반응인지를 계산할때 표준전극 전위 E0 를 사용하는데 이 값은 물질이 전자를 잃거나 얻으려는 상대적인 수치를 보여주기 때문입니다.
전자는 에너지가 높은 곳에서 낮은곳으로 흐르기 때문에 이러한 전위차이를 알면 전자의 이동방향을 예측할 수 있기 때문입니다.
표준전극전위는 표준수소전극이라 불리는 Standard Hydrogen Electrode 에 연결되었을 때 발생하는 전압을 측정하여 얻은 결과값 입니다. 기준 전극이므로 0 V 로 정의하게 되고 이를 기준하여 물질별로 결과값을 측정하게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)