| English | 의미 |
|---|---|
| Faraday's constant/ˈfærədeɪz ˈkɒnstənt/ | 패러데이 상수 |
| electrolysis/ɪlekˈtrɒləsɪs/ | 전해 |
스톱워치로 원자 세기
- 용액에 전류를 흘려 보내면 금속이 석출됩니다.
- 전류가 길고 강할수록 형성되는 금속이 더 많습니다.
- 전하란 곧 전자이며, 전자는 원자를 쌓아 올립니다.
- 따라서 시계와 아머미터(전류계)는 원자를 세는 데 사용할 수 있습니다.
전하 = 전류 × 시간
- 총 전하량은 $Q = It$이며, 이는 전류와 시간의 곱입니다.
- 더 큰 전류나 더 긴 시간은 더 많은 전하량을 의미합니다.
- 그 전하량은 수많은 전자의洪流입니다.
$5\ \text{A}$의 전류가 $200\ \text{s}$ 동안 흐릅니다. 총 전하량(C)은?
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$Q = It = 5 \times 200 = 1000\ \text{C}$.
패러데이 상수
- 전하량을 패러데이 상수 $F$로 나누어 전자의 몰수를 구합니다.
- $F \approx 96{,}500\ \text{C/mol}$.
- 전자의 몰수가 전극 반응을 결정합니다.
전하량을 전자 몰수로 변환하려면 ...로 나눕니다.
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전자 몰수 $= Q / F$.
전자에서 생성물로
- 반반응식(반응식)은 각 원자가 필요한 전자의 수를 알려줍니다.
- 전자의 몰수를 해당 숫자로 나누어 생성물의 몰수를 구합니다.
- 더 많은 전하량일수록 더 많은 금속이 도금됩니다.
전기분해 전지를 작동시키십시오
전해질을 통해 전류를 흘려보내어 각 전극에서 어떤 이온이 방전되는지 확인합니다.
셀에 더 많은 전하량을 흘리면...
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더 많은 전하량은 더 많은 전자와 더 많은 산물(생성물)을 의미합니다.
구리(Cu) 도금($\text{Cu}^{2+} + 2e^- \to \text{Cu}$)에는 원자당 2개의 전자가 필요합니다. $2\ \text{mol}$몰의 전자를 사용할 때, 구리는 몇 그램이 도금될까요?
- $2\ \text{mol e}^- \div 2 = 1\ \text{mol Cu}$.
- 따라서 $1$몰의 구리가 도금됩니다.
$\text{Cu}^{2+} + 2e^- \to \text{Cu}$은 원자 하나당 전자 2개가 필요합니다. 전자 $4\ \text{mol}$ mol로부터 생성되는 Cu의 몰 수는?
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$4\ \text{mol e}^- \div 2 = 2\ \text{mol Cu}$.
패러데이 법칙 계산 단계의 순서를 정리하십시오.
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전하량 → 전자 몰수 → 생성물의 몰수 순서입니다.
은(Ag, $\text{Ag}^+ + e^- \to \text{Ag}$)을 도금하는 데에는 원자 하나당 ____개의 전자가 필요합니다.
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$\text{Ag}^+$은 원자 하나당 오직 하나의 전자만 얻습니다.
패러데이 상수로 먼저 전하량을 전자의 몰수로 변환한 뒤, 반반응식의 전자 수를 사용하여 생성물의 몰수를 구합니다. 원자당 전자 수($\text{Cu}^{2+}$는 2개, $\text{Ag}^+$는 1개)를 주의하세요. 또한 $Q = It$는 전류(암페어 단위)와 시간(초 단위)이 필요합니다.
전해에서 전하량 $Q = It$는 전자를 공급합니다. 전자의 몰수를 구하려면 패러데이 상수($\approx 96{,}500\ \text{C/mol}$)로 나누고, 반반응식의 원자당 전자 수로 나누어 생성물의 몰수를 구합니다. 전하량이 많을수록 더 많은 금속이 도금됩니다.