분석화학 실험 전기화학

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"분석화학 실험 전기화학"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론

2. 배경 이론
(1) 전기화학
(2) 순환전압전류법 (Cyclic voltammetry)
(3) 시간전류법 (Chronoamperometry)
(4) 시간전하법 (Chrnoculometry)

3. 실험 방법
(1) 전극 준비
(2) 2-전극 시스템과 3-전극 시스템의 비교
(3) 순환전압전류법을 이용한 정량/정성 분석
(4) 시간전류법을 이용한 정량 분석

4. 실험 결과
(1) 1M 황산의 CV
(2) 2-전극 시스템과 3-전극 시스템의 비교
(3) 순환전압전류법을 이용한 정량/정성 분석
(4) 시간전류법을 이용한 정량 분석
(5) 용액 상 반응이 전극반응에 주는 영향 조사

5. 결론

6. 과제
(1) 황산 CV에서 각 부분의 의미와 전극의 real surface area 구하기
(2) Real와 geometric surface area 비교
(3) 0.1M KCl의 역할
(4) Gouy-Chapman-Stern model
(5) 시간전류법과 시간전하법의 장단점
(6) 커트렐 도시에서 특정 구간이 선형성에서 벗어날 수 있는 원인

본문내용

1. 서론
총 다섯 가지의 전기화학 실험을 진행하였다. 먼저 백금 전극을 이용하여 황산의 순환전압전류곡선(CV)을 측정하였다. 그리고 2-전극 시스템과 3-전극 시스템을 비교하였고, 세 가지 후보군의 CV를 측정하여 미지의 시료를 추정하였다. 또한 농도에 따른 봉우리 전류를 측정하여 미지의 시료의 농도를 예측하였다. 그 결과 미지의 용액이 0.92mM ferrocene dimethanol임을 확인하였다. 시간전류법을 통한 커트렐 도시와 시간전하법을 통한 앤슨 도시를 비교하며 미지 시료를 분석하였고 마지막으로 pH를 달리 하여 연계반응의 영향을 확인하였다. 이를 통해 전기화학의 기본적인 분석 방법을 이해하고 적용하는 과정을 알아보았다.

2. 배경 이론
(1) 전기화학
전자의 이동을 통해 발생하는 전기적 특성을 관찰하거나 전기적 힘을 가하여 화학 반응을 일으키는 실험 모두 전기화학에 포함된다. 도체인 전극은 수많은 원자들의 오비탈 중첩으로 인해 그림1과 같이 거의 연속적인 band를 형성한다. 그 중 가장 에너지가 높은 준위를 Fermi level이라고 한다. Fermi level이 반응물의 HOMO보다 낮으면 분자가 산화가 되어서 산화 전류가 흐르고 반응물의 LUMO보다 높으면 환원 전류가 흐르게 된다.

전극에서 측정한 전류는 크게 두 가지 종류의 전류가 포함되어 있다. 먼저 전자의 직접적인 이동으로 산화 환원 반응이 일어나서 생성되는 Faradaic 전류가 있다. Faradaic 전류가 바로 실험에서 측정하고자 하는 전류라고 할 수 있다. 이에 더불어서 전자의 이동 없이 polarization 때문에 생성되는 non-Faradaic 전류도 존재한다. 따라서 관심이 있는 Faradaic 전류를 측정하기 위해서는 non-Faradaic 전류의 보정이 필요하다.

(2) 순환전압전류법 (Cyclic voltammetry)
순환전압전류법은 전극의 전위를..

<중 략>

참고 자료

Harris, D. C. Quantitative Chemical Analysis 9th edition, W. H. Freeman, 2015.
Breiter, M. W., Voltammetric study of the anodic activation of Platinum, Electrochemica Acta., 1966, 11, 905-909.
Yadav, A. P., Estimation of active surface area of Platinum by electrochemical impedance spectroscopy, International Jounal of Chemical Studies, 2013, 1, 3, 215-218.
Lukaszewski, M., Soszko, M., Czerwinski, A. Electrochemical methods of real surface area determination of noble metal electrodes – an overview, Int. J. Electrochem. Sci., 2016, 11, 4442-4469.
Trasatti, S., Petrii, O. A., Real surface area measurements in electrochemistry, Pure and Applied Chemistry, 63, 5, 712-731.
Elgrishi, N., Rountree, K. J., McCarty, B. D., Rountree, E. S., Eisenhart, T. T., Dempsey, J. L., A practical beginner’s guide to cyclic voltammetry, J. Chem. Educ., 2018, 95, 197-206.
문종균, 박혁규, 전기 이중층의 역학적 변조를 이용한 전력 생산, 물리학과 첨단기술 APRIL, 2013, 24-28.
Inzelt, G., Chronocoulometry, Electroanalytical Methods, 2010, 147-158.
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