전해 전지. 전기분해 장치의 전극 ★

전해 전지. 전기분해 장치의 전극

electrodes in electrolysis

 

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▶ 참고: 제20장 전기화학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/11389 ]

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▶ 전기분해 장치의 전극은

1) 비활성 전극을 사용하거나

2) 전해질의 양이온 성분과 같은 물질의 전극을 사용한다.

 

 

▶ 전기분해 장치의

산화전극(anode)과 환원전극(cathode)은 같은 물질이다.

 

 

▶ 환원전극(cathode): (–)극

▶ 산화전극(anode): (+)극

 

 

▶ 외부 전지(전원장치)의 전원 스위치를 켜면(ON),

외부 전지의 (–)극에서 전자(e^-)가 튀어나온다.

 

▶ 외부 전지(전원장치)의 (–)극에서 튀어나온 전자를 받아서

cathode에서 환원 반응이 일어나는데,

이때 외부 전지의 (–)극과 cathode가 연결되어 있기 때문에,

cathode의 극성이 (–)극.

( 볼타 전지의 극성과 반대 https://ywpop.tistory.com/8254 )

 

 

 

 

[1] inert electrodes (carbon/graphite or platinum)

▶ inert electrodes (carbon/graphite or platinum) 를 사용한

copper sulfate solution의 전기분해 생성물은

copper metal과 oxygen gas이다.

 

 

▶ negative cathode reaction with graphite electrodes

> 환원반응: Cu^2+(aq) + 2e^- → Cu(s)

( 푸른색이었던 용액의 색깔은 점점 옅어진다. )

 

 

▶ positive anode reaction with graphite electrodes

> 산화반응: 4OH^-(aq) → 2H2O(l) + O2(g) + 4e^- 또는

2H2O(l) → 4H^+(aq) + O2(g) + 4e^-

( OH^- 이온은 용매인 물의 이온화 생성물. )

 

 

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[2] copper electrodes

▶ copper electrodes를 사용한

copper sulfate solution의 전기분해 생성물은

copper metal과 copper ions이다.

 

 

▶ negative cathode reaction with copper electrodes

> 환원반응: Cu^2+(aq) + 2e^- → Cu(s)

 

 

▶ positive anode reaction with copper electrodes

> 산화반응: Cu(s) → Cu^2+(aq) + 2e^-

( 전극이 용해된다. )

 

 

[ 자료 출처 https://docbrown.info/page01/ExIndChem/electrochemistry04.htm ]

 

 

 

 

 

[그림] 전해 전지. 전기분해 장치. electrolytic cell.

외부 전지(전원장치)의 전원 스위치를 켜면(ON),

외부 전지의 (–)극에서 전자(e^-)가 튀어나온다.

 

 

 

 

전기분해 장치의 전원을 켜면,

① 외부 전지의 (–)극에서 전자(e^-)가 튀어나온다.

② 외부 전지의 (+)극에 연결된 전극에서 전자가 튀어나와서,

외부 전지의 (+)극으로 이동한다.

 

외부 전지의 관점에서 보면,

전자는 외부 전지의 (–)극에서 (+)극으로 이동했다.

 

 

 

 

 

[그림] 구리 전기도금 (copper electroplating).

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/5654 ] 물의 전기분해

 

 

 

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