원동신_편입기본_10강
전기화학!
내가 전기관련된 무슨 일을 했었던 것과 상관없이
공부안하니까 아무것도 모른다. 캬캬캬캬캬
이렇게 별 도움이 안되네.
화학에서는 파장이 길 수록 에너지가 짧다 정도만 빼고는 ㅎㅎㅎ 내가 가진 배경지식이 별로 도움이 안된다.
일단 새로 시작!
1. 염다리를 기준으로 왼쪽이 산화(Ox), 오른쪽이 환원(Red)
Ox : H₂ --> 2H+ + 2e-
Red : Ag+ + e- --> Ag 전자 계수 맞추자
2Ag+ + 2e- --> 2Ag
최종 반응식은 위의 두 식을 합쳐서! H₂ + 2Ag+ --> 2H+ + 2Ag
2. 위의 반응식과 아래 반응식은 계수도 다르고 방향이 반대이다.
Eo의 경우 계수가 달라져도 차이가 나지 않는다.
그러나 방향의 경우 달라지면 부호가 바뀐다.
3. 표준전지전압 = 환원하는 환원전위 - 산화하는 환원전위
그라면 식에서 어떤 녀석이 환원하는 건지, 어떤 녀석이 산화하는 건지 찾는다.
Ox : Sn --> Sn2+
Red : Cu2+ --> Cu
0.48 = 0.34 - (주석환원전위)
4. 여러값의 환원전위 중 가장 약한 산화제 = 약한 환원을 하는 애 = 결국 에너지 제일 적게 쓰는 애
5. 질소산화수
산화수 규칙, 알프수산 (오! ㅅㅌㅇ 강의가 쓸 데가 있구나!)
H : +1
O : -2
그라믄 N = +5
6. 반응식을 구하려면, 먼저 어떤 것이 환원, 어떤 것이 산화인지 찾아야 함
물론 Fe가 명백하게 나는 환원이라고 부르짖고 있지만...
그래도 뭐... 강의들은 거에 따라... 루이스식을 따라 그려본다.
Ox : CN- + H₂O --> CNO- + 2H+ + 2e-
Red : Fe3+ + e- --> Fe2+ : 전자의 계수를 맞추자
2Fe3+ + 2e- --> 2Fe2+
7. 반응식 계수 맞추기
1) 어떤 녀석이 산화고 어떤 녀석이 환원이냐? 분리하자. 그리고 산화식 한번, 환원식 한 번해서 아래 2~5번을 실시!
2) 중심원자의 계수를 맞춰보자.
3) 중심원자의 계수맞춘 이후에 산소가 한쪽에 있으면 반대쪽에 H₂O를 추가하여 산소개수를 맞추자.
4) 그럼 이제 수소가 안맞지? 수소가 없는 쪽에 H+를 추가하자
5) 그럼 전체적으로 반응식은 거의 끝... 이제 전체식의 전하량을 맞추자. 이 때 e- 즉 전자를 추가하여 맞춘다.
6) 산화식과 환원식을 2~5를 거쳐서 맞추고 나면 이제 전자의 계수를 맞추자. 어딘가에 정수를 곱해서 맞춰야겠지...
7) 두 식을 다 더해서 e-를 소거시키자. 그러면 끝!
8. 이거 네른스트식 모르면 못푸는 문제.
일단 반응식을 만든다.
그리고 아래 네른스트식에 대입
변화된 기전력 = Eo - {0.0592/(전자계수)}*{log (생성이온농도들의 곱/반응이온농도들의 곱)}
마찬가지로 액체 (물), 고체 등등은 1로 간주함, 순수하게 이온농도들만 가지고 계산해라.
9. 갈바니 전지 (ㅠㅠ 이거 누스킨인가 그거 생각나네;;;)
왼쪽이 산화, 오른쪽이 환원
(산화수가 늘고 줄어드는 것도 당연히 확인)
전지전위 = 환원전위 - 산화전위
10. 아 ㅠㅠ 2번째 푸는데 낚였다. 젠장.
식 볼 필요도 없지. 사실... Ni 표준환원전위 얼마, Ag의 표준환원전위 얼마. 이것만 알고 있으면
반응식도 다 알겠다... 뭐.. 문제 있나;;;
표준 깁스에너지 변화 델타G = -nFE
n은 전자계수, F는 상수 96500J/V*mol
n=2, E = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위 = 0.8- (-0.28)
나머지는 계산
하아;;; 헷갈리지 말자. 환원되는 녀석의 환원전위, 산화되는 녀석의 환원전위이다!!!
11. 표준환원전위 = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위
반응식에서 산화수를 보면 찾을 수 있지.
12. 갈바니전지의 표준기전력 = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위
그럼 위의 두 녀석 중 누가 환원? 누가 산화?
상식적 접근이 필요하다.
환원전위가 큰 게 환원이겠지. 그래서 두 값중 큰 게 환원전위이다. (절대값이 아니라 그냥 값이 큰 거임)
그리고 전위는 전자나 이온의 계수와는 아무 상관없다!
13. 전자를 잃으면, 수소를 잃으면, 산소를 얻으면 산화
산화수가 증가하면 산화
내가 산화되면 나는 남을 환원시키니까 환원제
산화수 구할 때는 알프수산 (땡큐 ㅅㅌㅇ), 수소가 무조건 +1이 아니라는 얘기!
14. 한참 헤멘 문제였는데 계수 틀린거 찾는 게 아니고
산화/환원 반응이 일어난 것이 없는 걸 찾는 문제
산화수 변동이 전체를 통틀어 1도 없는 것
여기 보기를 자세히보면...단원자분자가 있는 애들이 사라진거면 모두 산화수변화가 있더라.
그렇게 찾으면 쉽게 찾을 수 있을 듯 (늘 성립할 것 같지는 않음;;;)
15. 본인이 산화되면 본인은 환원제
본인이 환원되면 본인은 산화제
산화수는 알프수산 원칙에 따라서 찾기
16. 농도나오고 해서 복잡하게 풀 것 같았지만 사실은... 몰수문제
반응식에서 KMnO₄ 가 몇 m mol 필요한지 나왔으니 Fe는 그 딱 5배 정도 더 필요하겠다.
질량도 줬겠다. 계산만 확실히
17. 볼타 전지 두 개의 환원전위가 나오면... 환원전위가 큰 게 환원, 작은게 산화극
표준전지전위 = 환원되는 환원전위 - 산화되는 산화전위
표준자유에너지 = -nFE
E도 알고, F도 상수니까 알고, 전자계수도 알고... 계산만 똑띠 해라.
18. 반응식 쭈루룩 나오고, 납축전지에서 어떤 게 +극이고 어떤게 -극이냐?
상식적으로 접근해보자우.
전지에서 +극은 양전하를 내보내줌, 곧 +가 많고 전자가 적다는 얘기
-극은 전자를 내보내줌, 곧 전자가 많다는 얘기,
산화되면 산화수가 올라가면서 전자가 방출 --> 어 전자가 많네, -극
환원되면 산화수가 내려가면서 전자가 흡수 --> 어 전자가 적네, +극
+극 : 환원
-극 : 산화
이 반응식에서 어떤 분자가 어떤 역할을 하는지 알아야 찾을 수 있다.
PbO₂ --> PbSO₄ : Pb가 +4 --> +2로 줄어듬, 환원이네. +극이네
Pb --> PbSO₄ : Pb가 0 --> +2로 산화수가 늘어남, 산화네. -극이네
19. 자발적 반응 : 깁스에너지 <0
비자발적 반응 : 깁스에너지 >0
깁스에너지 G = -nFE
E = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위
이젠 하도 많이 해서 지겨울 때도? 그치만 일주일만 지나도 또 까먹겠지? ㅋㅋㅋ
환원과 산화되는 녀석들 찾기
각 환원전위 를 비교하여 환원전위가 큰 녀석이 환원, 작은 녀석이 산화 (절대값 아님)
20. 어려운 문제 나름 네른스트식도 안 잊어버리고 다 기억했는데
망할 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 산수를 못해서 심지어 강의듣고 푸는 두번째 풀이때 틀려버렸다.
그래도 풀이가 어려우니 복습에는 의미가 있을거라 긍정적으로 생각하자!
농도가 반영되는 네른스트식
E = Eo - (0.0592/전자계수) * {log (생성물이온농도 곱)/(반응물이온농도 곱)}
Eo = 환원되는 환원계수 - 산화되는 환원계수,
두 환원전위를 보고 나는 어떤 녀석이 환원인지, 찾았지. 큰 녀석, 바로 너! Fe
누가 환원인지, 누가 산화인지 알았으면 반응식 만든다.
왜냐면 네른스트식에서 전자계수와 이온농도를 곱해야 하기 때문이지.
그래서 반응식도 완성하고 n값을 찾고 이온농도도 어케곱해야 할지 다 정해지면
나머지는 계산
그리고 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 산수!!! 잘 하자!
21. 산화수 구하기,
아직 정확하게는 잘 모르겠는데 원자처럼 분해되지 않고 쓰이는 강력한 결합을 가진 애들이 있다.
NH₄+도 그 중 하나.
CO₃²- 이런애들도 있고 보면 긴가민가 하면서 알아지겠는데 막상 생각해서 쓰려니 모르겠;;;;;
암튼
이런 강한분자결합 애들과 알프수산공식으로 산화수 구하자.
22. 산화수 구하기. 연습 연습
(아직 쉬운 것만 해서 그런가 산화수 구하는 문제는 잘 안틀리는 것 같 ㅋㅋㅋㅋㅋ)
23. 구경꾼 이온은 산화수변화없이 자기 원래형태대로 여기붙었다, 저기붙었다 하는애들
24. 반응식 잘 찾으면 전자몰수도 나오지롱
25. 반응식 잘 찾으면 계수도 나오지롱
26. 보통의 산화/환원 반응식 완결은 H+즉 산성용액기준이다.
염기성용액 기준의 산화/환원 반응식은 H+ 개수만큼 양변에 OH-를 더하는 거다.
그래서 H₂O 만들고 H+는 없애고 OH-를 식에다 남기는 거지.
27. 염다리 기준 왼쪽은 무슨 반응? 산화 반응
표준 기전력 = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위
28. 이 반응식에서는 누가 환원되는 애고, 누가 산화되는 애인지 정직하게 잘 보인다.
simple and easy
29. 농도차 전지전압 (이거 인강들을 때 완젼 심하게 졸아서 기억이 1도 안나서 다시 들었음;;;
산화식, 환원식 각각세운다.
그 담에 전자 계수 맞춰서 두 식을 더해본다.
소거할 거 소거한다.
그럼 수소이온(농도1) -> 수소이온(농도2) 이렇게 남는다.
나머지는 농도차를 아니 네른스트식으로 진행
전지전압 = 초반기전력 - 0.0592/전자계수 (log 생성물농도곱/반응물농도곱)
근데 얘는 애초에 H₂니께 초반의 기전력은 0으로 차이가 없다고 하고
나머지 전자계수, 생성물농도, 반응물농도로 해서 전지전압을 구한다.
알고나니 쉬운데 ㅎㅎㅎ
모를 때는 손도 못대는 문제
30. 이제 농도만 나오면 네른스트식! 자연스럽게 ㅎㅎㅎ
Eo = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위.
여기서 농도차이, 전자계수, 0.0592 뚝딱뚝딱해서 전지전위 구해본다.
계산, 산수에서 틀리지 말자.
아깝쟈나. 긍까 마지막까지 꼼꼼하게!!!
전지전위 = Eo - 0.0592/전자계수 (log 생성물농도곱 / 반응물농도곱)
31. X는 수소에 밀리네... 알프수산에서 수소보다 밀리는 순서인듯
Y도 수소에 밀리네. 수소보다 앞으로 가려면 알칼리 금속이거나, 플루오르여야 하는데... 걔네가 3까 일리가 없으니
수소보다 밀린다고 결론내린다.
Y는 그럼 당연히 F에도 밀리겠네.
X가 수소에 밀리면 당연히 F에도 밀린다.
이동되는 전자의 몰수는 산화/환원반응에서 전자계수 찾으면 되지롱
32. 반응식만 잘 찾으면, 전자계수만 잘 찾으면, 산화수만 잘 찾으면 이 문제는 해결!
제발 반응식 좀 꼼꼼하게 봅시다요!
하나씩 꼭 빼먹어서 틀리네
33. 일단 반응식이 문제에 써 있으면 이 반응식이 미완성이라고 생각하고 계수랑 이것저것 따져본다.
이것도 완결 반응식인줄 알고 후루룩 풀었는데 미완성 반응식이었음 ㅠㅠ
표준기전력 = 환원되는 환원전위 - 산화되는 환원전위
-값의 기전력을 가진 애를 반응시키려면... 그걸 상쇄하는 + 값을 걸어줘야 한다.
(지하철에서 뒤로 걸어가는 애를 앞으로 보내려면... 뒤로 걸어가는 속도보다 조금 더 빠른 속도로 앞으로 보내준다.
이 개념이 더 어렵나? 아 이거 보여주면 쉬운데;;;; )
화학전지 기본도 끄으~~~읕!
수고했쏘용~ (원동신 샘 따라하기)