도구스학업·수학

전기분해 석출량 계산기

패러데이 법칙으로 전기분해에서 석출되는 금속의 질량과 발생하는 기체의 부피를 구합니다. 원하는 양을 얻는 데 걸리는 시간도 역산합니다.

전극에 붙는 금속의 질량이 나옵니다.

A
%

실험실 이론값은 100%입니다. 실제 도금은 90~98% 정도입니다.

구리 석출량

2.3710g

m = 몰질량 × 전기량 ÷ (전자 수 × 패러데이 상수)

전기량 Q = I × t7,200 C
흐른 전자0.074623 mol
구리 몰수0.037311 mol
질량2.3710 g

거꾸로 — 원하는 양을 얻으려면

g
전류 2A로 걸리는 시간2시간 7분
필요한 전기량15,183.5 C
전자 수(z)를 빼먹으면 석출량이 z배로 부풀어 나옵니다. 구리는 Cu²⁺라 2, 은은 Ag⁺라 1입니다. 패러데이 상수는 96,485.33 C/mol 로, 2019년 SI 재정의 이후 정확한 값입니다. 기체 부피는 이상기체로 본 값이며 실제로는 온도·압력·용해도에 따라 조금 달라집니다.

계산 방법

  1. 1전극에서 석출되거나 발생할 물질을 고릅니다. 전자 수와 몰질량이 함께 들어갑니다.
  2. 2전류와 시간을 넣습니다. 실제 도금이라면 전류효율을 낮춰 잡으세요.
  3. 3아래쪽에 목표 질량을 넣으면 걸리는 시간을 거꾸로 구할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

m = (M × I × t) / (z × F) 입니다. M은 몰질량, I는 전류(A), t는 시간(초), z는 이온 하나가 주고받는 전자 수, F는 패러데이 상수 96,485 C/mol입니다. 석출량이 전기량에만 비례한다는 것이 핵심입니다.

이온의 전하 수와 같습니다. 구리는 Cu²⁺라 2, 은은 Ag⁺라 1, 알루미늄은 Al³⁺라 3입니다. 기체는 분자 하나가 받는 전자 수로 수소(H₂)는 2, 산소(O₂)는 4입니다. 이 값을 빼면 답이 정확히 배수로 어긋납니다.

약 2.37g입니다. 전기량은 2A × 3600초 = 7200C이고, 여기에 구리 몰질량 63.55를 곱해 전자 수 2와 패러데이 상수로 나누면 나옵니다. 실제 도금에서는 전류효율이 100%보다 낮아 조금 덜 붙습니다.

온도에 따라 달라지기 때문입니다. 표준상태(0℃·1기압)의 몰부피는 22.414L이지만 상온(25℃)에서는 24.465L로 9% 커집니다. 교과서 문제는 대개 표준상태를 쓰니 조건을 확인하세요.

부피비 2:1로 수소가 두 배 나옵니다. 같은 전기량이 흘러도 수소는 전자 2개당 1분자, 산소는 4개당 1분자가 생기기 때문입니다. 이 계산기에서 수소와 산소를 각각 골라 같은 조건으로 비교해 보세요.

흘린 전류 중 목표 반응에 실제로 쓰인 비율입니다. 나머지는 물이 분해되거나 열로 빠집니다. 정밀 도금은 90~98% 정도이며, 이 값을 낮추면 같은 시간에 붙는 양이 그만큼 줄어듭니다.

알아두면 좋은 점

  • 전자 수(z)는 물질을 고르면 자동으로 들어갑니다. 다른 이온이라면 전하 수를 확인하세요.
  • 기체 부피는 이상기체로 본 값입니다. 실제로는 용해도와 압력에 따라 달라집니다.
  • 전류효율 100%는 이론값입니다. 실제 도금은 그보다 낮습니다.

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마지막 검증: 2026년 8월 29일 · 결과는 참고용 추정치입니다.