표준 환원 전위와 표준 전지 전위

일단 표준 환원 전위(standard potential)란 표준 수소 전극(standard hydrogen electrode, SHE)과 연결하여 측정한 반쪽 전지의 전위를 환원 반응의 형태로 나타낸 전위를 말합니다. 

 

표준 수소 전극

이때 표준 수소 전극이란 말그대로 표준 상태입니다. 그리고 이 표준 상태는 섭씨 25도씨에서 수소 이온의 농도가 1M인 수용액에 백금 전극을 꽂고, 그 주변에 1기압의 수소 기체를 채워놓은 상태를 말합니다.

그리고 표준 환원 전위란 표준 수소 전극과 연결하여 측정한 반쪽 전지의 전위를 표로 정리해놓은 것을 말합니다.

 

표준 환원 전위표 

만약 표준 수소 전극과 F 반쪽 전지를 연결한다면 2.87V의 전위가 나올것임을 예상할 수 있습니다.

하지만 만약 수소를 제외한 서로 다른 두 반쪽 전지를 연결하면 어떻게 될까요. 표준 상태에서 연결한 두 반쪽 전지 사이의 전극 전위차를 표준 전지 전위라고 합니다.

 

표준 전지 전위에서의 표준 상태는 섭씨 25도에서 전해질 수용액의 농도가 1M이고 기체의 압력이 1기압일때를 말합니다. 표준 전지 전위를 계산하는 것은 표준 환원 전위표를 이용하면 됩니다.

만약 2가 Ni와 2가 Fe를 연결한다고 해봅시다. 위의 표준 환원 전위표에서 2가 Ni의 표준 환원 전위는 -0.26이구요, 2가 Fe의 경우에는 -0.45인것을 알 수 있죠. 이때 표준 환원 전위는 큰 값에서 작은 값을 빼주면 됩니다. 즉 -0.26에 -0.45를 빼준 값인 0.19가 전위가 될 것입니다. 

 

그렇다면 표준 환원 전위는 있는데 표준 산화 전위는 없을까요? 당연히 있겠죠 근데 큰 의미가 없습니다. 표준 환원 전위에서 부호만 바꿔주면 표준 산화 전위가 될테니까요. 

 

여기서 또 호기심이 많으신 여러분은 궁금증이 생기실 겁니다. 표준 상태가 아닌 경우의 전위는 어떻게 될지 말이죠. 

그때에는 네른스트 식(Nernst 식)을 이용하면 됩니다. Nernst 식은 다음 포스트에서 다뤄보도록하겠습니다.