순환전압전류법(CV)을 이용한 금 전극 및 백금 전극의 전기화학적 활성 표면적(ECSA) 측정 예비레포트 [분석화학실험, A+]

소개

순환전압전류법(CV)을 이용한 금 전극 및 백금 전극의 전기화학적 활성 표면적(ECSA) 측정 예비레포트입니다.
본 실험 과목 A+ 받았습니다. 내용적인 측면에서 자세히 작성하였습니다.

목차

1. 실험 목표
2. 실험이론
3. 기구 및 시약
4. 주의 및 참고사항
5. 실험방법
6. 예비보고서 문제
7. 결과예측

본문내용

1. 실험 목표
① 순환전압전류법(CV)의 원리를 이해한다.
② CV를 이용하여 금 전극과 백금 전극의 전기화학적 활성 표면적(ECSA)을 측정한다.

2. 실험이론
① 순환전압전류법(Cyclic voltammetry, CV)
1) 전기화학 측정법 중 가장 보편적으로 사용되는 방법
2) 전자의 이동과 활성물질의 물질 이동 연구
- 전극 표면에서 일어나는, 전극과 전기화학적 활성물질 간의 반응은 불균일 반응 → 전기화학적 활성물질의 용액상에서의 물질 복잡하게 연관되어 있음
3) 복잡한 전극 반응에 대한 정보를 얻는 데 유용

② 투영 면적과 실제 표면적
1) 전극
- 구성: 전도체 부분(전기화학 반응이 일어남)과 부도체 부분(전도체를 감싸고 있음)으로 구성
- 원형 전극(disk electrode): 지름이 보통 2~5 mm이다. 전극과 부도체의 경계가 잘 구분되어 있어, 전극 면적 계산이 쉽다.
- 초미세 전극(UME): 금속선의 단면과 유리관과의 경계면이 잘 구분되어 있어, 전극 면적 계산이 쉽다.
- 미세한 연마제(알루미나)를 사용해, 전극 표면을 평평하게 연마 → 투영 면적과 전극의 실제 표면적 비슷하게 만들 수 있다.
2) 나노미터 크기의 척도에서 전극 표면 관찰
- 전극은 평평하지 않다.
- 전극의 표면에는 수많은 굴곡이 존재
3) 투영 면적(projection area)
- 쉽게 사용했던 전극의 면적
- 전극이 전해질과 접촉하는 2D 평면상의 면적
4) 실제 표면적(real surface area)
- 전극의 표면에 존재하는 모든 미세 구조(거칠기, 기공, 나노구조 등)를 고려한 실제 활성 면적

③ 거칠기 인자(p)
1) 투영 면적과 실제 표면적의 차이
3) 거칠기 인자 값 2~3: 잘 연마된 금속 원형 전극
4) 거칠기 인자 값 1.5: 높은 수준의 단결정으로 제작한 전극

참고자료

· 없음