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전해질 농도에 따른 Cu의 Cyclic Voltammetry2024.09.261. 서론 Cyclic voltammetry는 전해조에 산화/환원반응이 가능한 화학종이 존재하는 상태에서 작업 전극에 전 압을 순환전위로 가하면서 이에 대한 전류의 응답에 의해서 전극표면 또는 전극표면 근처에서 일어나는 물질의 전기화학 반응의 열역학 및 속도론적 파라미터를 구할 수 있는 분석방법이다. Cyclic voltammetry에 서 얻어지는 전류-전위곡선을 순환전압전류곡선(cyclic voltammogram, CV)이라고 부르며, 무기화학, 유 기화학, 고분자화학, 생화학 등의 분야에서 산화 환원쌍의 형식(form), 산화환...2024.09.26
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Electrochemistry using Cu electrode2024.09.261. 전기화학 기초 1.1. 전지와 산화-환원 반응 전지는 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치이며, 전자의 이동이 수반되는 산화-환원반응을 이용한다. 이러한 전지에는 대표적으로 갈바니 전지(볼타 전지)와 다니엘 전지가 있다. 갈바니 전지(볼타 전지)는 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치로, 전기에너지를 저장하는 것이다. 표준환원전위에 따라 전위값이 높은 곳에서 환원반응이, 낮은 곳에서 산화반응이 자발적으로 일어나면서 전극 간 연결된 도선으로 전자가 이동하면서 전기가 흐르게 된다. 즉, 산화전극에서 전자가 나와 환원전극으로 들...2024.09.26
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Cu electrode2024.10.061. 금속의 기전력 측정 1.1. 실험 목적 실험의 목적은 전기화학 실험을 통해 금속의 표준 전극 전위를 측정하고, 이를 바탕으로 전지의 기전력, 자유에너지 변화량, 평형상수 등을 계산하여 실험 값과 이론 값을 비교하는 것이다. 실험에서는 아연(Zn), 철(Fe), 구리(Cu) 전극을 사용하여 총 3개의 전지를 구성하고 이들의 기전력을 측정함으로써 각 금속의 표준 전극 전위를 구하고자 한다. 이를 통해 각 전지의 자발성을 나타내는 자유에너지 변화량과 평형상수를 계산하고, 실험값과 이론값을 비교함으로써 측정의 정확성을 검증할 수 있...2024.10.06
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Cyclic voltammetry potassium2024.10.061. 실험 목적 및 서론 1.1. 산화-환원 반응을 통한 전기화학 기본 개념 이해 산화-환원 반응은 전기화학의 근간을 이루는 핵심적인 개념이다. 이 반응에서는 전자의 이동이 수반되며, 이로 인해 발생하는 전기적 현상을 통해 물질의 특성을 파악할 수 있다. 산화 반응은 물질이 전자를 잃어 산화되는 과정이며, 환원 반응은 물질이 전자를 얻어 환원되는 과정이다. 이 두 반응은 항상 동시에 일어나게 되는데, 이를 산화-환원(redox) 반응이라고 한다. 예를 들어 Fe3+와 Fe2+의 반응은 다음과 같이 표현할 수 있다: Fe3+ ...2024.10.06
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타펠외삽법2024.10.211. 부식의 개념과 전기화학적 방식 1.1. 부식의 개념과 발생 원인 부식은 환경과의 상호작용에 의한 재료의 성질 저하를 의미한다. 대부분의 금속(및 그 물질에 대한 많은 재료)의 부식이 불가피하다. 모든 부식의 근본적인 원인은 시스템의 Gibbs 에너지 감소에 있다. 금속(및 금속으로 만들어진 엔지니어링 구성품)의 생산은 시스템에 에너지를 제공한다. 이러한 열역학적 원리로 인해 금속은 구동력이 강하여 천연의 저에너지 산화물 상태를 회복할 수 있게 된다. 자연산화물 상태로 회복되는 현상을 부식이라고 하는데, 이는 불가피하지만 많은...2024.10.21
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일반화학 정리2024.10.281. 물질의 상태와 구조 1.1. 화학적 변화의 종류 화학적 변화란 물질의 화학적 성질이 변화하는 현상을 의미한다. 화학적 변화에는 다음과 같은 네 가지 종류가 있다. 첫째, 화합(Combination)이다. 화합은 두 가지 이상의 물질이 결합하여 새로운 물질을 생성하는 반응이다. 예를 들어 탄소와 산소가 결합하여 이산화탄소를 생성하는 반응이 화합이다. 화학식으로는 "A + B → AB"와 같이 표현된다. 둘째, 분해(Decomposition)이다. 분해는 하나의 물질이 둘 이상의 물질로 나누어지는 반응이다. 예를 들어 이산화...2024.10.28
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중대 고체역학22024.10.161. 연료전지 시스템 성능실험 1.1. 연료전지의 종류와 특징 1.1.1. PEMFC (고분자전해질 연료전지) PEMFC (고분자전해질 연료전지)는 저온에서 운전되며, 수소 이외에도 메탄올(DMFC)을 연료로 사용할 수 있다. 전해질로는 고분자이온 교환막을 이용한다. PEMFC는 비교적 저온에서 작동하기 때문에 응용범위가 넓고 높은 에너지 효율(>45%)을 가지고 있다. 또한 부식 문제가 적으며 짧은 시동시간을 가지고 있다는 장점이 있다. 하지만 사용되는 촉매(백금)와 전해질이 비싸며, 낮은 온도로 인해 폐열을 활용하지 못한다는...2024.10.16
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[화학]실생활에 쓰이는 과학 원리가 들어간 과학 구조물2024.10.301. 부식과 방지 1.1. 부식이란 부식이란 금속이 자연 상태로 되돌아가는 과정이다. 모든 금속은 공기 중에 노출되면 표면에 산화막이 형성된다. 어떤 경우에는 이 막이 대단히 얇고 금속 내부를 보호하여 금속 고유의 광택을 그대로 유지하기도 한다. 그러나 습기, Cl- 이온, 질소와 유황의 기체 산화물 등이 존재하면 부식이 쉽게 진행되어 금속을 완전히 망가뜨릴 수 있다. 부식은 한 금속 조각의 다른 부분사이, 또는 전해질로서 서로 접촉하고 있는 다른 금속사이의 전자 이동에 의해 발생한다. 예를 들면 공기와 습기가 접촉하고 있는 철은...2024.10.30
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electrochemistry using Cu electrode2024.10.171. 부식의 전기화학적 분석 1.1. 부식의 개념과 형태 부식이란 환경과의 상호작용에 의한 재료의 성질의 저하를 말한다. 대부분의 금속(그리고 그 물질에 대한 많은 재료)의 부식이 불가피한데, 이는 시스템의 Gibbs 에너지 감소에 그 근본적인 원인이 있다. 거의 모든 금속(및 금속으로 만들어진 엔지니어링 구성품)의 생산은 시스템에 에너지를 제공하지만, 이런 열역학 원리로 인해 금속은 구동력이 강하여 천연의 저에너지 산화물 상태를 회복할 수 있게 된다. 이러한 자연산화물 상태로의 회복 현상을 부식이라고 하는데, 이는 불가피하지만 ...2024.10.17
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순환전압전류법의 원리와 응용2024.11.011. 전기화학 실험 1.1. 실험 목적 전기화학 실험의 실험 목적은 다음과 같다. 전기화학의 기본이 되는 순환 전압전류법의 원리를 이해하고 응용하는 것이다. 순환 전압전류법을 통해 전기 화학 활성종의 전극 흡착 여부를 주사속도에 따른 전류변화를 관찰해 결정할 수 있다. 또한 주사 속도에 따른 순환 전압전류법의 전류변화를 관찰하고 검정 곡선을 작성해볼 수 있다. 이를 통해 전기화학적 특성을 확인할 수 있다. 1.2. 실험 이론 1.2.1. 전기화학 전기화학은 전기와 화학 반응의 관계를 연구하는 학문으로, 물질 간의 전자 이동과 ...2024.11.01
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