전기분해와 산화와 환원, 페러데이 법칙

표면처리 기술사를 시작하면서 가장 기초가 산화와 환원에 대한 완벽한 이해 입니다.

전해질에서 전기분해

  아래와 같이 황산 수용액의 전해질에 백금 전극에 전기를 걸어주면  아래와 같이 양극과 음극에서 산화 환원 반응이 일어난다. 전해질 속에서 수소이온은 음극으로 황산이온은 양극으로 이동하면서 전하를 운반한다.

음극반응 : 2H+ + 2e- →  H2↑ ........... 환원반응

양극반응 :  H2O ↔ H+ + OH-
                  2OH- → 1/2O2 + H2O + 2e-  .......... 산화반응

전자를 얻으면 환원반응 이면 음극 (Cathode)
전자를 내어주면 산화반응 이면 양극 (Anode)

 

패러데이법칙 

 전해질과 전극에서 전극에 석출 또는 용해되는 화학 물질의 양은 통과한 전류의 양에 비례한다. 통과한 전류의 양이 같으면 화학물질의 당량에 비례한다.

 공식은 W = I x T x Eg / F

   W [g] = 석출 또는 용해되는 화학물질의 양
   I [A] = 전류
   T [sec] = 시간
   Eg = 물질의 당량  (당량 = 원자량 / 원자가)
   F = 페러데이 상수 (1F = 96,500C)

 

전류밀도

단위면적에 흐르는 전류를 뜻하며 단위는 A/dm^2를 사용한다. 1dm = 10cm x 10cm 이다.

전류효율