Chap.1 전기화학의 기초
1.1 전기화학의 역사 기원전 1세기~기원 1세기 이라크에서 발굴된 유물로 바테리(Battery)사용 1791년대 19세기 갈바니에 의해 개구리 근육 수축 현상이 발견 19세기 - 볼타전지를 이용하여 용융 알카리를 전기분해 시켜서 칼륨이나 나트륨으로 분리 - 패러데이 법칙 발표 19세기 전반 황산을 전해질로 하여 백금전극으로 수소-산소 연료전지 실험 1850년대 납축전지 발견
1.1 전기화학의 역사(계속) 1860년대 1866년 19세기 말기 20세기 초반 20세기 후반 르클랑셰전지 발견 대형 직류 발전기를 발명 19세기 말기 이온해리설, 용액론 등이 전개 20세기 초반 네른스트식 발표, 타펠식 발표 20세기 후반 - 광전기 화학분야 발전 - 리튬전지 실용화 - 니켈-수소 축전지 실용화
그림 1.1 수산화나트륨 수용액을 이용하는 물의 전기분해 1.2 전기화학셀 1) 전해셀(Electolytic cell) 캐 소 드 직류전원 + - 아노드 플러스 극 (환원반응) : Cathode에서 전자가 유입 마이너스 극(산화반응) : Anode와 전해액 계면에서 전자방출 전체반응 그림 1.1 수산화나트륨 수용액을 이용하는 물의 전기분해
2) 갈바니전지(Galvanic cell) 1.2 전기화학셀 2) 갈바니전지(Galvanic cell) 마이너스 극 플러스 극 전체반응 하 부 하 그림 1.2 인산수용액을 전해액으로 하는 수소-산소 연료전지
1.3 패러데이 법칙 전류가 셀 내를 통과할 때, 전극에 석출 또는 용해하는 화학물질의 질량은 통과하는 전기량에 비례한다. 같은 전기량에 의해 석출 또는 용해하는 물질의 질량은 그 물질의 화학당량에 비례한다. 1패러데이(Faraday : F로 표시) = 전자 1mol이 가지는 전기량 F = 96,485C/mol
1.3 패러데이 법칙 m = 전극에서 반응한 물질의 질량(g) M = 반응물질의 원자량, 분자량 또는 이온식량 │Z│= 반응에 관여하는 이온의 전하수 Q = 통과한 전기량 I = 통과전류의 강도(A) t = 전류가 흐른 시간(s)
1.3 패러데이 법칙 따라서 1개의 전자가 갖는 전하량은 1.6x10-19 C