표준 환원 전위표(전기화학 계열)

25 °C에서 흔한 반쪽 반응의 표준 환원 전위 E°를 가장 강한 산화제가 위, 가장 강한 환원제가 아래에 오도록 정리했습니다. 반쪽 반응 두 개를 고르면 전지의 전압을 구할 수 있습니다.

전지 전압 계산기

E°cell = E°cathode − E°anode = +0.34 − (−0.76) +1.10 V 양수이므로 반응이 저절로 진행돼요: 갈바니 전지.

25 °C의 표준 환원 전위

가장 강한 산화제가 위에, 가장 강한 환원제가 아래에 있어요. 기호를 누르면 원소 페이지가 열려요.

반쪽 반응(환원)E° (V)−3 V에서 +3 V까지 눈금으로 본 E°
F F₂ + 2e⁻ → 2F⁻ +2.87
O H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O +1.78
Mn MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O +1.51
Au Au³⁺ + 3e⁻ → Au +1.50
Cl Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻ +1.36
Cr Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O +1.33
O O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O +1.23
Mn MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O +1.22
Pt Pt²⁺ + 2e⁻ → Pt +1.18
Br Br₂ + 2e⁻ → 2Br⁻ +1.07
N NO₃⁻ + 4H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O +0.96
Hg Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg +0.85
Ag Ag⁺ + e⁻ → Ag +0.80
Fe Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺ +0.77
O O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O₂ +0.70
I I₂ + 2e⁻ → 2I⁻ +0.54
Cu Cu⁺ + e⁻ → Cu +0.52
O O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ +0.40
Cu Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu +0.34
Ag AgCl + e⁻ → Ag + Cl⁻ +0.22
Cu Cu²⁺ + e⁻ → Cu⁺ +0.15
Sn Sn⁴⁺ + 2e⁻ → Sn²⁺ +0.15
H 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ 0.00
Fe Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe −0.04
Pb Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb −0.13
Sn Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn −0.14
Ni Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni −0.26
Co Co²⁺ + 2e⁻ → Co −0.28
Cd Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd −0.40
Fe Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe −0.45
Cr Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr −0.74
Zn Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn −0.76
H 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻ −0.83
Mn Mn²⁺ + 2e⁻ → Mn −1.19
Al Al³⁺ + 3e⁻ → Al −1.66
Mg Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg −2.37
Na Na⁺ + e⁻ → Na −2.71
Ca Ca²⁺ + 2e⁻ → Ca −2.87
Ba Ba²⁺ + 2e⁻ → Ba −2.91
K K⁺ + e⁻ → K −2.93
Li Li⁺ + e⁻ → Li −3.04

표 읽는 법

각 줄은 환원 반쪽 반응으로, 왼쪽의 화학종이 전자를 얻습니다. E°가 양수로 클수록 그 화학종이 전자를 더 강하게 끌어당기므로 맨 위의 플루오린이 표에서 가장 강한 산화제입니다. E°가 음수로 클수록 오른쪽의 화학종이 전자를 더 쉽게 내놓으므로 맨 아래의 리튬 금속이 가장 강한 환원제입니다.

모든 값은 표준 조건(25 °C, 기체는 1 bar, 용해된 화학종은 1 mol/L)에서 정확히 0 V로 정의된 표준 수소 전극을 기준으로 측정한 것입니다.

전지 전압 구하기

갈바니 전지에서는 환원이 양극(cathode)에서, 산화가 음극(anode)에서 일어납니다. 전지 전위는 E°cell = E°cathode − E°anode이며 두 값은 표에 나온 그대로 사용합니다. 음극 값의 부호를 직접 바꾸지 말고, E°에 전자 수를 곱하지도 마세요. E°는 반쪽 반응을 몇 번 쓰느냐에 따라 달라지지 않습니다.

예: 다니엘 전지는 구리와 아연을 짝지은 것입니다. E°cell = +0.34 V − (−0.76 V) = +1.10 V입니다. E°cell이 양수이면 쓴 그대로 반응이 저절로 진행됩니다.

어떤 반응이 일어날지 예측하기

어느 줄이든 왼쪽의 화학종은 그보다 아래에 있는 줄의 오른쪽 화학종을 산화시킬 수 있습니다. 구리(II) 이온(+0.34 V)은 아연 금속(−0.76 V)에서 전자를 가져가므로 황산 구리 용액에 담근 아연 조각은 구리로 덮입니다. 은 이온(+0.80 V)은 구리 금속에 의해 환원되므로 질산 은 용액에 구리선을 넣으면 은 결정이 자랍니다.

수소보다 아래에 있어 E°가 음수인 금속은 원칙적으로 산에서 수소 기체를 내놓을 수 있지만, 수소보다 위에 있는 구리, 은, 금은 그렇지 못합니다. 이는 금속의 반응성 계열 순서와 일치합니다.

책마다 값이 다른 이유

자료마다 E° 값을 반올림하는 방식이 다르고 더 오래된 측정값을 쓰기도 해서 철(II)이 −0.44 V나 −0.45 V로 나올 수 있습니다. 여기의 값은 표준 참고 자료에서 가져온 것이며 소수점 아래 둘째 자리까지 표시했습니다. 값이 다르면 수업에서 주는 수를 사용하세요.

자주 묻는 질문

표준 환원 전위란 무엇인가요?

25 °C, 1 bar, 1 mol/L에서 표준 수소 전극을 기준으로 측정한 환원 반쪽 반응의 전압입니다. 화학종이 전자를 얼마나 강하게 끌어당기는지 보여 주며, 값이 클수록 더 쉽게 환원됩니다.

가장 강한 산화제는 무엇인가요?

E° = +2.87 V인 플루오린 F₂가 흔한 물질 중 가장 강한 산화제입니다. −3.04 V인 리튬 금속은 흔한 물질 중 가장 강한 환원제입니다.

E°cell은 어떻게 계산하나요?

양극 전위에서 음극 전위를 뺍니다: E°cell = E°cathode − E°anode. 아연–구리 전지라면 +0.34 − (−0.76) = +1.10 V입니다.

수소 전극이 0 V인 이유는 무엇인가요?

측정할 수 있는 것은 전위의 차이뿐이므로 화학자들이 표준 수소 전극 2H⁺ + 2e⁻ → H₂를 기준으로 삼고 그 전위를 정확히 0 V로 정의했습니다.