Ch18.전기화학 (2)

Front 1

18.6

Back 1

전지 전위와 반응 혼합물의 조성:Nernst식

Front 2

Nernst식 유도1

Back 2

△G=△G°+RTlnQ

Front 3

Nernst식 유도2

Back 3

(-)nFE=(-)nFE°+RTlnQ

Front 4

Nernst식 유도3

Back 4

E=E°-RTlnQ/nF

Front 5

Nernst식 유도4

Back 5

E=E°-0.0592logQ/n

Front 6

Nernst식 활용

Back 6

비표준 상태에서 활용

Front 7

Zn(s)+2H(+)(aq) → Zn(2+)(aq)+H2(g)의 E°=0.76V의 전지전위1

Back 7

E=E°-0.0592logQ/n

Front 8

Zn(s)+2H(+)(aq) → Zn(2+)(aq)+H2(g)의 E°=0.76V의 전지전위2

Back 8

E=E°-0.0592logQ/n×log[Zn(2+)]PH2/[H(+)](2)=0.88V

Front 9

생성물=반응물

Back 9

Q=1 → logQ=0 → E=E°

Front 10

생성물>반응물

Back 10

Q>1 → logQ>0 → E<E°

Front 11

생성물<반응물

Back 11

Q<1 → log<0 → E>E°

Front 12

18.5

Back 12

전지 전위의 농도의존도

Front 13

18.6-Ⅰ

Back 13

비표준 상태에서 전지전위

Front 14

Cu+2Ce(4+)→Cu(2+)+2Ce(3+)에서 [Ce(4+)]=2,[Cu(2+)],[Ce(3+)]=1

Back 14

정반응 진행, 전지전위는 표준전위보다 큰 값으로 증가된다

Front 15

Cu+2Ce(4+)→Cu(2+)+2Ce(3+)에서 [Ce(4+)]=0.1,[Cu(2+)],[Ce(3+)]=1

Back 15

역반응 진행, 전지전위는 표준전지전위는 보다 작은 값으로 감소된다

Front 16

위 문제의 다른 풀이법

Back 16

E=E°-0.0592/2×log[Cu(2+)][Ce(3+)](2)/[Ce(4+)]에 대입해서 비교

Front 17

위 문제의 JQ풀이

Back 17

E=E°-0.0592/2×log[Cu(2+)][Ce(3+)](2)/[Ce(4+)]에 분모는 小 분자는 大로 E°>E로 푼다

Front 18

18.6-Ⅱ

Back 18

농도차 전위

Front 19

Ag농도차 전위 산화 전극

Back 19

Ag→Ag(+)(0.1M)+e(-)

Front 20

Ag농도차 전위 환원 전극

Back 20

Ag(+)+e(-)→Ag

Front 21

Ag농도차 전위E

Back 21

E°-0.0592logQ/n=0.0592log0.1/1=0.0592V

Front 22

18.6-Ⅲ

Back 22

Nernst식의 이용2

Front 23

pt l H2(1atm) l H(+)(?M) ll 기준음극'의 E1

Back 23

E(전지전압)=E(기준음극)-E(2H(+)→H2)

Front 24

pt l H2(1atm) l H(+)(?M) ll 기준음극'의 E2

Back 24

E(전지전압)=E(기준음극)+E(H2→2H(+))

Front 25

pt l H2(1atm) l H(+)(?M) ll 기준음극'의 E3

Back 25

E(전지전압)=E(기준음극)-0.0592/2xlog[H(+)](2)/pH2

Front 26

pt l H2(1atm) l H(+)(?M) ll 기준음극'의 E4

Back 26

E(전지전압)=E(기준음극)+PH

Front 27

PH

Back 27

E(전지전압)-E(기준음극)/0.0592

Front 28

E(전지전압)와 PH1

Back 28

전지전압이 높아지면 PH가 높아진다

Front 29

E(전지전압)와 PH2

Back 29

E(전지전압)를 알아서 PH를 측정한다

Front 30

18.6-Ⅳ

Back 30

Nernst식의 이용3:평형상수계산(표준전지전위와 평형상수)

Front 31

표준 전지 전위로부터 평형상수를 계산하는 식

Back 31

(-)nFE°=(-)RTlnK

Front 32

E°

Back 32

0.0592/n×logK

Front 33

위 식의 활용

Back 33

표준 전지 전위를 측정해 평형 상수를 계산할 수 있다

Front 34

E와 △G°

Back 34

(-)nFE(n:몰수)=△G°

Front 35

△G°와 K

Back 35

(-)RTlnK=△G°

Front 36

K와 E

Back 36

E°=0.0592/n×logK

Front 37

농도로부터 평형상수K 구하기

Back 37

K=[C](c)[D](d)/[A](a)[B](B)

Front 38

열역학적 자료로 부터 평형상수 K구하기1

Back 38

(-)RTlnK=△G°

Front 39

열역학적 자료로 부터 평형상수 K구하기2

Back 39

lnK=(-)△G°/RT

Front 40

전기화학적 자료로부터 평형상수K 구하기1

Back 40

E°=RTlnK/Nf

Front 41

전기화학적 자료로부터 평형상수K 구하기2

Back 41

lnK=nFE°/RT

Front 42

반쪽 전지 반응의 전위차 성질

Back 42

세기성질→배수,+,-주의

Front 43

각 반쪽 반응에 대한 자유E변화

Back 43

△G°반쪽=(-)n반쪽FE°

Front 44

E°를 계산하기 위해△G°의 계산

Back 44

△G°3=△G°1+△G°2=(-)n1FE°1+(-)n2FE°2

Front 45

18.6-Ⅵ

Back 45

환원 전위 도식과 불균등화 반응

Front 46

Latimer도표

Back 46

Cu(2+)-0.158v-Cu(+)-0.522v-Cu(전체 기전력:0.340V)

Front 47

2Cu(+)→Cu+Cu(2+)

Back 47

중간 산화 단계2Cu(+)가 하나는 산화해Cu(2+) 하나는 환원되Cu가 된다

Front 48

불균등화 자발반응의 조건

Back 48

환원전위 > 산화전위(왼쪽 환원 전위)

Front 49

18.8

Back 49

전기 분해와 전해전지

Front 50

Zn-Cu갈바니 전지 산화전극1

Back 50

Zn→Zn(2+)+2e(-) E°=0.76V

Front 51

Zn-Cu갈바니 전지 환원전극1

Back 51

Cu(2+)+2e(-) → Cu E°=0.34V

Front 52

Zn-Cu갈바니 전지 전체반응식

Back 52

Zn+Cu(2+)→Zn(2+)+Cu E°=1.1V

Front 53

Zn-Cu갈바니 전지 산화전극2

Back 53

(-),양극,Anode

Front 54

Zn-Cu갈바니 전지 환원전극2

Back 54

(+),음극,Cathode

Front 55

갈바니 전지의 E°보다 더 큰 전압을 가함

Back 55

화학반응은 역으로 진행된다(전해전지)

Front 56

Zn-Cu전해전지의 산화전극1

Back 56

Zn→Zn(2+)+2e(-)

Front 57

Zn-Cu전해전지의 산화전극2

Back 57

(+),양극,anode

Front 58

Zn-Cu전해전지의 환원전극1

Back 58

Cu(2+)+2e(-) → Cu

Front 59

Zn-Cu전해전지의 환원전극2

Back 59

(-),음극,cathode

Front 60

Zn-Cu전해전지의 전체반응

Back 60

Cu+Zn(2+) → Cu(2+)+Zn

Front 61

전기분해1

Back 61

전해질의 수용액이나 용융상태에서 직류전류를 통하면 전해질은 두 전극에서 화학변화

Front 62

전기분해2

Back 62

백금(Pt)와 같은 활성이 없는 금속을 전극으로 직류 전류를 통해줌

Front 63

전기분해-수용액이나 용융액의 양이온

Back 63

음극으로 끌려가 전자를 얻어 환원(X(+)+e(-) → X)

Front 64

전기분해-수용액이나 용융액의 음이온

Back 64

양극으로 끌려가 전자를 잃어 산화(X(-) → X+e(-))

Front 65

물(H(+))보다 환원되기 어려운 양이온

Back 65

수소보다 이온화 경향이 큰 양이온(K+.Ca2+.Na+~Pb2+)

Front 66

물(H(+))보다 환원되기 쉬운 양이온

Back 66

수소보다 이온화 경향이 작은 양이온(Cu2+.Ag+.Au3+)

Front 67

물(OH(-))보다 산화되기 어려운 음이온

Back 67

F-.SO4(2-).NO3(-).CO3(2-).PO4(3-)

Front 68

물(OH(-))보다 산화되기 쉬운 음이온

Back 68

Cl-.Br-.I-.전극(자기자신)

Front 69

산화-환원이 여러 물질이 일어날때 E°결정

Back 69

E°가 큰것이 산화.환원이 잘 일어난다

Front 70

NaCl수용액의 전기분해 산화반응1

Back 70

2Cl-.2H2O(예외:원래 물이 산화되야 하나 과전압때문에 Cl-가 산화)

Front 71

NaCl수용액의 전기분해 산화반응2

Back 71

2Cl(-) → Cl2+2e(-)

Front 72

NaCl수용액의 전기분해 환원반응1

Back 72

Na+.2H2O.2H(+)(예외:원래 수소이온이 환원되야 하나 물이 환원된다)

Front 73

NaCl수용액의 전기분해 환원반응2

Back 73

2H2O+2e(-) → H2+2OH(-)

Front 74

NaCl수용액의 전기분해시 액성변화

Back 74

NaOH양의 증가에 따라 염기성

Front 75

CuSO4수용액의 전기분해 산화반응1

Back 75

OH-.SO4(2-)

Front 76

CuSO4수용액의 전기분해 산화반응2

Back 76

2OH(-)→1/2O2+H2O+2e(-)

Front 77

CuSO4수용액의 전기분해 환원반응1

Back 77

Cu2+.H+

Front 78

CuSO4수용액의 전기분해 환원반응2

Back 78

Cu2(+)+2e(-)→Cu

Front 79

용융된 NaCl 전기분해 산화반응

Back 79

2Cl(-)→Cl2+2e(-)

Front 80

용융된 NaCl 전기분해 환원반응

Back 80

Na(+)+e(-)→Na

Front 81

Cu전극판이 사용된 CuSO4수용액의 환원반응1

Back 81

Cu2+.H+

Front 82

Cu전극판이 사용된 CuSO4수용액의 환원반응2

Back 82

Cu2(+)+2e(-)→Cu

Front 83

Cu전극판이 사용된 CuSO4수용액의 산화반응1

Back 83

OH-.SO4(2-).Cu

Front 84

Cu전극판이 사용된 CuSO4수용액의 산화반응2

Back 84

Cu→Cu(2+)+2e(-)

Front 85

Ag전극판이 사용된 AgNO3수용액의 환원반응1

Back 85

Ag+.H+

Front 86

Ag전극판이 사용된 AgNO3수용액의 환원반응2

Back 86

Ag(+)+e(-)→Ag

Front 87

Ag전극판이 사용된 AgNO3수용액의 산화반응1

Back 87

OH-.NO3(-).Ag

Front 88

Ag전극판이 사용된 AgNO3수용액의 산화반응2

Back 88

Ag→Ag(+)+e(-)

Front 89

18.8-Ⅲ

Back 89

페러데이의 법칙

Front 90

페러데이 법칙

Back 90

전기분해 할때 통해준 전기량과 전극에서 생성되는 물질의 양사이의 관계 설명

Front 91

페러데이 1법칙

Back 91

같은 전해질을 전기분해할대 생성되는 물질의 양은 통해준 전기량에 비례한다

Front 92

페러데이 1법칙 활용

Back 92

전류와 흐른 시간을 알면 전지를 통하여 몇MOL의 전자가 이동했는지 알 수 있다

Front 93

Q(전하:C)

Back 93

i×t=전류(A)×시간(s)

Front 94

1F

Back 94

전자1mol의 전하량(전기량)

Front 95

1F→C

Back 95

96500C=1.6×10(-9)C×6.02×10(23)

Front 96

페러데이 2법칙

Back 96

1F의 전기량을 통했을 때 얻어지는 물질의 양은 전자 1몰이 이동한 만큼의 물질이 석출된다

Front 97

Ag(+)+e(-)→Ag의 반응에 1F를 가함

Back 97

Ag가 1몰이 생성

Front 98

Cu(2+)+2e(-)→Cu의 반응에 2F가함

Back 98

Cu가 1몰이 생성