하늘 보면서 살자구요

이온은 전기장 내에서 migration, diffusion, convection에 의해 움직인다.일반적인 Brownian motion은 random walk를 기반한다.Grotthuss mechanism의 H hopping은 예외로 이동속도가 매우 빠르다.하지만 이온의 경우 외부장으로 이동이 쉽게 유도될 수 있다.이온의 몰 유량은 Nernst-Plank equation으로 다음과 같이 표현된다.$N_{i}=-\frac{z_{i}F}{RT}D_{i}C_{i}\nabla\phi - D_{i}\nabla C_{i}+C_{i}v$각 항이 독립적이도록 Einstein=Smoluchowski equation으로 이동도를 도입하면,1차원 이동에 대해 $N=\mp\mu C\cdot\frac{d\phi}{dx}-D\cd..

Stern model의 double layer와 확산층을 기반으로 한다.따라서 내부저항이 있기에 it=iF+ich로 나눌 수 있고, potential에서 과전압으로 표현된다.$E=E_{eq}+\eta (i)$즉, 반응이 실제로 일어나려면 과전압만큼의 전압이 추가로 필요하다.이러한 일반적인 전극은 Ideal Polarizable Electrode(IPE)라 하며,반대로 반응이 쉽고 빠르게 일어나는 경우 Ideal nonPolarizable Electrode(InPE)라 한다.반응속도는 전류밀도로 표현되며 과전압에 영향을 받는다.Equilibrium potential (Eocell)보다 높은 전압에서는 electron energy가 낮기 때문에 anodic reaction (oxidation)이 일어나고Eq..

전극을 테스트할 때 흔히 보는 양극, 음극의 2전극이 아닌작업 전극, 카운터 전극, 기준 전극의 3전극 시스템을 활용한다.전류가 흐름에 따라 과전압에 의해 전압에 변화가 있기 때문에 기준전극을 사용한다.Working Electrode: 전기화학 반응이 일어나는 전극Counter Electrode: WE와 연결돼 전류를 전달하고 회로를 완성하는 전극Reference Electrode: 전위의 기준이 되며 전류가 거의 흐르지 않는 전극기준전극은 다음 네 가지 사항이 요구된다.1) 가역 반응이 일어난다.2) 안정적이고 잘 알려진 potential을 가진다.3) 기준 전극 반응에 참여하는 이온은 용액에 포함된다.4) liquid junction으로 potential에 offset을 가하지 않아야 한다.여기서 l..

$E^{o}_{cell} = E^{o}_{cathode}-E^{o}_{anode}$$E^{o}_{cell}$이 높을수록 산화제와 환원제의 상대적 세기가 크다고 볼 수 있다. 3가지 Nernst equation 표현$\Delta G = \Delta G^{o}+RT\ln{Q}$여기서 Q는 반응지수로 이온 활동도, 농도, 압력으로 나타낼 수 있다.일정 온도, 압력 조건에서 $dG=\mu_{A}dn_{A}+\mu_{B}dn_{B}+\dots = dw_{add,max}$이므로$\Delta G^{o} = -W_{el} = -QE^{o} = -nFE^{o}$이다.즉, cell potential을 알면 $\Delta_{r}G$를 계산할 수 있다.$\Delta E = \Delta E^{o}-RT/nF\ln{Q}$또, c..

Cathode: Reduction이 일어나는 극Anode: Oxidation이 일어나는 극산화 반응과 환원 반응은 동시에 일어나며, 각 반쪽반응에 이동하는 전자 수는 동일하다.산소의 이동은 수계 전해 환경에서 H+(또는 OH-), H2O를 매개한다고 본다.Voltaic Cell: 화학 에너지 -> 전기 에너지 (자발적)Electrolytic Cell: 전기 에너지 -> 화학 에너지 (외부 힘 필요)전극 표현법Anode || Cathode외부전극 | 낮은 산화수 | 높은 산화수 || 높은 산화수 | 낮은 산화수 | 외부전극패러데이 법칙: 전류 변화량과 물질 변화량에 대한 관계$전극질량 = \Big(\frac{전하량}{96485 C/mol}\Big)\Big(\frac{전극 몰질량}{이온전하량}\Big)$전하..