게시판 > 질답게시판 > 애노드(anode),캐소드(cathode) vs 전위 높다, 낮다??

스테파노 Stefano

15-05-06 14:39

(1) Anode & Cathode
전지(Galvanic Cell)나 전기분해조(Electrolysis Cell)에서의 양극, 음극의 구분방법은 다음과 같습니다.

Anode(양극): 산화반응 전극
Cathode(음극): 환원반응 전극

(2) 표준전극전위
원소들의 이온화 경향을 수치로 나타낸 "전극전위"는 IUPAC 규약(1953, Stockholm)에 의해 원소가 외부로부터 전자를 받아드리는 (즉 환원반응을 기준으로 한) 전극전위를 나타내도록 되어 있습니다. 즉, "전극전위"는 환원전극전위를 기준으로 나타내며 "산화전극전위(Oxidation Potential)"을 나타내지는 않습니다.

이 규약에 따르면 Cu++ +2e --------Cu -0.337V ......(a)
Zn++ +2e--------Zn +0.763V ......(b)

이를 기준으로보면 Zn의 환원전극전압(Anode, 즉 양극전압, b전압)이 Cu의 환원전극전압(Aode, 즉 양극전압 즉 a전압)보다 높다고 표현해야 맞습니다.

(3) 질문에 돌아가서...
Zn이 연결된 전극에서 산화반응이, Cu가 연결된 전극에서는 환원반응이 일어나고 있다고 할 때에는 두 전극간의 상대적 전위차에 의해 1.1 V의 전위차가 나타날 것이나 이는 양극(Anode, Zn측)와 음극(Cathode, Cu측)의 전위차에 의해 양극의 환원전압과 음극의 환원전압간의 차이로 계산된 것을 말합니다.

결국 Zn의 환원전압(+0.763V)이 Cu의 환원전압(-0.337V)보다 크다고 해야하고 그 차이는 1.1V(= b-a)가 된다고 설명해야 맞습니다. +0.34V, -0.76는 각각 Cu와 Zn의 ":산화전극전압"을 말하는데 이는 (2)에 설명한 표준규약과 반대로 나타낸 것이기 때문에 옳지 않은 표현방법입니다.

김기주 kijuland

15-06-22 14:36

스테파노님,

늘 많은 가르침을 얻고갑니다.

위의 스테파노님 답변관련하여 문의 사항이 있어 글 남깁니다.

IUPAC 규약에 의한 표준환원전위 값이

Cu++ +2e --------Cu -0.337V ......(a)
Zn++ +2e--------Zn +0.763V ......(b)

라고 말씀하셨는데요 부호가 반대로 된 것이 아닌지 합니다.

(a) : 0.34V, (b) : -0.76V

아연이 (+)극에서 산화되고 구리가 (-)극에서 환원되기위해서는 구리의 환원전위값이 더 커야 하고

이에 따라 부호가 바뀌어야 할 거 같은데 확인부탁드립니다.

스테파노 Stefano

17-11-08 11:57

(1) 아주 오랜만에 이곳을 다시 들러 에러를 수정합니다.

지적한 바가 맞습니다 IUPAC 규약에 의한 "표준환원전극전위"는 다음과 같은 환원반응으로 표시되어야 맞습니다. (앞의 댓글에서 아래와 같이 수정되어야 합니다. )
Cu++ +2e --------Cu +0.337V ......(a)
Zn++ +2e--------Zn -0.763V ......(b)

(2) 아래의 반응은 자발적으로 일어나는데 자발적으로 일어나는 반응에서는 +값이 돼야 맞습니다. 윗 환원전극 수식에서 아래 환원전극 수식을 빼면 다음과 같이 됩니다.

Cu++ + 2e ---> Cu + (+0.34) V
-) Zn++ + 2e ---> Zn + (-0.76)V
-------------------------------------------------------------------
Cu++ + Zn ---------> Cu + Zn (+1.1 V) ......................(1)

흔히 많은 서적에서 산화반응을 적어두고 전압을 나타낸 것이 있는데 주의해야 하지요. IUPAC 기준으로 해야 맞습니다.