전기화학실험 | 분극시험 - 분극곡선

 

 

 

TIP

 

 

분극(electrochemical polarization)과 부식전위의 개념을 알고 분극곡선을 통하여 부식반응을 이해하고 금속의 부식정도를 비교할 수 있다.

 

 

 

분극

물질마다 분극 되는 정도는 가해진 전기장(E) 세기에 비례하며, 비례상수를 전기감수율(electric susceptibility)라 한다. 전기장 내에 물체를 위치해 놓으면 도체인 경우는 자유전자들이 물체 내에서 움직여 정전기 유도현상을 나타난다. 하지만 유전체인 경우는 두 가지 방법으로 분극된다.

 

첫째는 영구쌍극자이다. 분자같이 작은 범위에서 (+)전기를 띤 부분과 (-)전기를 갖는 부분으로 나뉘어져 있는 것을 전기쌍극자라 한다. 보통의 경우 영구쌍극자의 방향은 열에너지에 의해 일정치 않아 물체가 전기를 띠지 않게 된다. 하지만 외부 전기장이 강할수록 영구쌍극자가 정렬하여 전기를 띠게 된다. 두 번째는 유도쌍극자 경우이다. 외부 전기장을 주면 극성이 없던 분자가 전기력에 의해 전자가 이동하여 전기를 띠어 쌍극자가 된다.

 

물체 전체로 이 유도쌍극자의 방향이 정렬되어 있어 전기를 띠게 된다. 분극에 의한 전기장의 방향은 외부 전기장 방향과 반대 방향이므로 유전체 내에서 전기장 세기는 외부전기장세기 보다 작아진다. 초기 반전지 전극반응에서 산화, 환원 반응이 가역적으로 일어나 평형을 이루고 있을 때 평형 전위를 갖게 된다. 그런데 이 때, 평형 조건이 깨지면서 평형 전위를 벗어나고 전류의 세기가 변하는데 이 현상을 ‘분극’이라고 한다. 이러한 분극의 정도를 ‘과전압’이라고 하며, 이러한 분극은 활성화분극(Activation Polarization)과 농도분극(Concentration Polarization)으로 나뉜다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) working electrode용 시편과 부식액을 준비한다.

 

2)  정확한 데이터를 얻기 위해 working electrode용 시편의 표면을 #1000정도의 연마지에서 시편의 표면을 평탄하고 고르게 연마를 한다.

 

3)  연마된 시편을 working electrode에 연결을 하고, corrossion cell내에 부식액 넣는다.

 

4)  Model 273A Potentiostat/Galvnostat을 이용하여 reference electrode(SCE)의 전위를 측정하여 +- 0.2V내외의 전위 값을 갖는지 확인한다.

 

5)  working electrode, reference electrode, counter electrode를 corrossion cell를 내에 위치시킨다

 

6)  working electrode와 counter electrode는 수평한 위치로 reference electrode 시편표면의 중앙과 최대한 가깝게 위치 시키고 각 전극에 맞는 전선을 연결한다.

 

7)  전선과 연결된 PC의 Corrosion software를 이용하여 타펠 분극곡선을 측정한다.

 

 

 

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