전해전지. 소금 수용액의 전기분해

전해전지. 소금 수용액의 전기분해

( electrolysis of aqueous sodium chloride, NaCl )

 

 

소금물을 전기분해할 때, 산화되는 물질은?

 

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화학 전지(볼타 전지)가 아니라, 전해 전지,

즉 전기 분해 장치이면, 반대로(거꾸로) 생각해야 합니다.

 

 

 

화학 전지는

자발적인 산화-환원 반응에 의해

전기 에너지가 발생하는 장치이고,

 

전기 분해 장치는 비자발적인 산화-환원 반응을,

즉 저절로 일어나지 않는 산화-환원 반응을

외부에서 전기 에너지를 공급하여

강제로 반응이 일어나도록 만든 장치입니다.

( 자발적인 산화-환원 반응의 반대 방향으로 반응이 일어납니다. )

 

 

 

따라서 전기 분해 장치에서는

환원전위가 큰 쪽이 환원되는 것이 아니라, 거꾸로, 산화됩니다.

( 산화전위가 큰 쪽이 산화되는 것이 아니라, 거꾸로, 환원됩니다. )

 

 

 

소금물의 전기분해와 관련된 반응을 표준 환원 전위로 나타내면,

> Cl2 + 2e^- → 2Cl^- ... E° = +1.36 V

> 2H2O + 2e^- → H2 + 2OH^- ... E° = –0.83 V

 

따라서 환원 전위 값이 작은 H2O가 환원되고,

환원 전위 값이 큰 Cl^-는 산화됩니다.

 

 

 

소금물의 전기분해와 관련된 반응을 표준 산화 전위로 나타내면,

> 2Cl^- → Cl2 + 2e^- ... E° = –1.36 V

> H2 + 2OH^- → 2H2O + 2e^- ... E° = +0.83 V

 

따라서 산화 전위 값이 작은 Cl^-가 산화되고,

산화 전위 값이 큰 H2O는 환원됩니다.

 

 

 

산화전극(anode) 반응, (+)극: 2Cl^- → Cl2 + 2e^- ... ( 염소 기체 발생 )

환원전극(cathode) 반응, (–)극: 2H2O + 2e^- → H2 + 2OH^- ... ( 수소 기체 발생 )

 

 

 

 

[그림] 전해전지. 전기분해장치. electrolytic cell.

 

 

 

[ 전기분해 장치 그림 ]

 

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