환원제 란?
환원제는 화학에서 산화 환원 반응에서 전자를 제공하는 원자를 의미하는 용어입니다. 이러한 전자를 얻는 원자는 감소한다고합니다. 환원 된 원자를 산화제라고한다; 산화제에서 전자를 가져옵니다. 환원제의 또 다른 이름입니다.
전자가 원자를 떠나면 다른 곳으로 가야하기 때문에 산화와 환원 과정이 함께 진행됩니다. 이들은 산화 환원 반응 (redox reaction)이라고도하는 산화 환원 반응이라는 반응을 형성합니다. 이러한 반응은 전자의 흐름을 생성하므로 전위가 있습니다.
과학자들은 전기를 생성하기 위해 산화 환원 반응의 잠재력을 활용할 수 있습니다. 이것이 일반적인 과학 실험 인 감자 배터리의 개념입니다. 실험자는 감자에 1 개의 아연 납과 1 개의 구리 납을 넣습니다. 감자의 자유 부유 이온은 반응을 멈추게하는 리드 주위에 양전하가 축적되는 것을 방지하여 두 리드 사이의 전자 흐름을 촉진합니다. 전자는 환원제로서 작용하는 납으로부터 산화제로서 작용하는 납으로 흐르고; 이 과정에서 환원 납의 원자는 감자 용액에 들어가고 산화 납 주변의 이온은 원래 납 표면의 금속으로 변환됩니다.
원자가 반응에서 산화제 인 경우, 반응이 역전되면 환원제가 될 것이다. 원자가 산화제 또는 환원제로서 작용하는지의 여부는 반응이 자발적인 방향에 달려있다. 제품이 시약보다 상대적으로 안정적인 경우 반응이 자발적으로 발생합니다. 과학자들은 전위에 기초하여 산화-환원 반응의 자발성을 예측할 수 있습니다.
잠재적 인 산화-환원 반응을 평가하기 위해 과학자들은 먼저 반응을 전자의 손실 또는 환원을 나타내는 반 반응으로 분해합니다. 감자의 경우, 아연과 구리는 모두 양의 전하 2로 이온을 형성 할 수있다. 따라서, 반 반응은 Zn +2 + 2e--> Zn 및 Cu +2 + 2e--> Cu이다.
다음 단계는 전자 흐름의 방향을 찾는 것입니다. 실험자는 표준 환원 전위 표를 사용하여이를 수행하며, 이는 각 반 반응에 대한 전위를 제공합니다. 반 반응의 방향이 반대로되면 전위의 크기는 같지만 부호는 변합니다. 아연의 반 반응의 전위는 -0.76 볼트이고 구리의 전위는 0.34 볼트입니다.
이것은 아연이 구리보다 강한 환원제이므로이 반응에서 아연은 환원제로 작용합니다. 감자 배터리의 전체 반응은 Zn + Cu + 2-> Zn +2 + Cu이며, 이는 리드를 연결하는 전선에서 1.10 볼트의 전기를 생성합니다. 그러나 아연 납이은 납으로 대체 된 경우, 은의 반 반응 인 Ag + + e-는 표준 환원 전위가 0.80 볼트이기 때문에 구리가 환원 제일 것이다. 배터리는 0.46 볼트를 생성합니다.