전기 화학, 석출 속도

기본원리 (The principle)

1. 전하량
단위는 C(쿨롱)이며, 1C는 1A의 전류가 1초 동안 전달되는 전하량을 뜻한다.

2. 전류
전류의 세기를 나타내는 단위는 A(암페어)이며, 1초당 1C의 전하가 흐를 때를 1A라고 한다.

A = 1000 mA = C / s

3. 패러데이 상수
패러데이 상수는 전자 1 mole이 지닌 모든 전하량이며 이를 1F로 표시한다. 
1F(전자 1 mole의 전하량)는 96485C에 해당한다.

 

문제풀이 (Problem solving)

 

Q: 지속적으로 250 mA의 전류를 흘려 질산은 수용액에서 은을 석출시킨다. 이 때, 은의 석출속도(g / s)를 구하여라. 

 

A: 이 문제는 주어진 전류값(mA)을 화학반응속도인 석출속도(g / s)로 변환하는 문제이다.

위에서 언급한 단위를 이용하여 단위를 변환하면 풀 수 있는 문제이다.

 

mA 단위는 다음과 같은 과정을 통해 g/s로 변환할 수 있다.

A = 1000 mA → (C / s) X (mol / C) X (g / mol) → g / s

 

1) 250 mA = 0.25 A = 0.25 C / s

2) 1 mole의 전하가 지닌 전하량은 96485 C

3) 1 mole의 전자(e)를 통해 1 mole의 Ag가 침전

4) 1 mole의 Ag는 107.87 g 

 

위의 1), 2), 3), 4)를 참고하여 단위를 변환하면 다음과 같다.

250 mA = (0.25 C / s)(1 mol e / 96485 C)(1 mol Ag / 1 mol e)(107.87 g Ag / 1 mol Ag) = 0.000279 g / s