학문
비자발적인 전지에서 용융 상태와 수용액 상태일 때 각각 산화와 환원은 어떤 식으로 달라지나요?
안녕하세요. 비자발적인 전지에서 전기분해를 일으킨다고 했을 때, 용융 상태와 수용액 상태일 때 각각 산화되는 물질과 환원되는 물잔은 어떤 식으로 달라지나요?
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네, 질문해주신 것과 같이 비자발적인 전지, 즉 전해 전지에서 어떤 물질이 산화-환원되는지는 전기분해가 용융 상태에서 진행되느냐 아니면 수용액 상태에서 진행되느냐에 따라 달라집니다.
우선 용융 상태에서는 순수한 염, 예를 들어서 NaCl을 고체에서 가열하여 녹여 만든 이온 상태인데요, 이때는 해당 화합물에서 유래한 양이온과 음이온만 존재하며 따라서 전기분해 반응도 단순하게 일어납니다. 즉, 용융 상태에서는 화합물 이온 그대로 전극 반응이 일어납니다.
반면에 수용액에서는 단순히 염이 해리된 이온만 있는 것이 아니라, 물(H₂O) 자체도 산화-환원될 수 있는 경쟁 반응에 참여하는데요, 따라서 어떤 반응이 실제로 일어날지는 각 이온의 표준 전극 전위(E°)와 물의 산화·환원 전위와의 상대적인 차이에 의해 결정됩니다. 즉, 수용액 상태에서는 물의 산화-환원 반응과 용질 이온의 반응이 경쟁하며, 전극 전위가 더 유리한 쪽이 실제 반응으로 일어납니다. 감사합니다.