위키득계정 ↗
과학

전극 전위

전극 전위과학
영어
Electrode potential
비교 기준의 예
표준 수소 전극
표준 수소 전극의 약속
표준 전위 0 V
전지 전위
환원 전위 기준 E_cell=E_cathode−E_anode
전극 전위는 전극의 산화 환원 반응이 전자를 주고받으려는 경향을 기준 전극에 대해 나타낸 전위다. 하나의 반쪽 전지만의 절대 전위를 직접 재는 대신 다른 전극과의 전위 차로 비교한다.

기준이 필요한 이유

전압계는 두 연결점 사이의 전위 차를 측정한다. 전극 하나의 값을 표에 기록하려면 공통 기준과 부호 규약이 필요하다. 표준 수소 전극을 0 V로 정하는 것은 그 반응에 에너지 변화가 전혀 없다는 뜻이 아니라 상대적인 척도를 정한 약속이다.

환원 전위로 표를 읽기

전극 전위 표는 보통 전자를 받아들이는 환원 반응 방향으로 적는다. 표준 전지 전위를 구할 때 캐소드 환원 전위에서 애노드 환원 전위를 뺀다. 애노드 값을 이미 산화 방향으로 뒤집은 뒤 다시 빼면 부호를 두 번 바꾸게 된다.

전위는 반응량에 비례하지 않음

반응식을 맞추기 위해 반쪽 반응의 계수를 2배로 해도 그 전위를 2배로 곱하지 않는다. 전위는 전하당 에너지에 해당하기 때문이다. 반응량에 비례하는 깁스 에너지와 구별하면 계수 조절에서의 오류를 피할 수 있다.

조건에 따른 변화

표준 전위는 지정한 온도와 표준 활동도 등의 조건에 대한 값이다. 실제 용액 농도나 기체 압력이 다르면 네른스트 식으로 비표준 전위를 살펴야 한다. 또한 큰 전류가 흐르는 실제 전극에서는 저항과 반응 속도에 따른 추가 전압 차가 나타날 수 있다.

관련 문서

갈바니 전지 / 네른스트 식 / 산화 환원 반응 / 전압 / 깁스 에너지 / 활동도 / 전자 / 화학 평형