Electro Chemistry   전기 화학

(2017-05-15)
1. 전기 화학 (Electro Chemistry)

  ㅇ 전기가 화학반응에 어떤 역할을 하는 과정을 연구하는 분야
     - 전자가 관여되는 산화 환원(전자를 잃거나 얻음) 과정과 관련됨
        . 화학 에너지전기 에너지

  ㅇ 주요 응용분야
     - 일차 전지, 이차 전지, 연료 전지, 태양 전지에너지 변환 및 저장
     - 물질 제조
     - 전기 도금, 금속 부식의 방지 등 표면 처리
     - 화학 센서(가스용액 농도 측정 등)


2. 전기 화학 반응 구분 (자발적 비자발적 반응)

  ㅇ (자발적)
     - 자발적 전기화학 반응 → 전기 에너지를 얻어냄  (`갈바니 전지`라고도 함)
        . 例) 물질 변환에 의해 전기 에너지를 만드는 전지 원리
           .. 캐소드(정극,+극) : 외부로 전류가 흘러나가는 쪽         (환원 전극, 전자 받음)
           .. 애노드(부극,-극) : 부하를 통해 전류가 돌아오는 쪽      (산화 전극, 전자 공급)

  ㅇ (비자발적)
     - 전기 에너지 투입 → 비 자발적 전기화학 반응   (`전해 전지`라고도 함)
        . 例) 전기 에너지를 투입하여 물질로 변환시키는 전기분해,도금 원리
           .. 애노드(정극,+극) : 외부 전원으로부터 전류를 흘려넣는 쪽  (산화 전극)
           .. 캐소드(부극,-극) : 외부 전원으로 빠져나가는 전류의 출구  (환원 전극)


3. 전기 화학 반응  특징

  ㅇ 통제/제어시킨 산화 환원 반응 임
     - 항상 동시에 일어나나, 서로 다른 장소(1 쌍의 전극)에서 진행 됨
        . 산화(Oxidation) : 이온 화합물전자를 잃고, 이 전자전극으로 이동하는 반응
        . 환원(Reduction) : 전극으로부터 전자가 방출되어, 이온 화합물이 이 전자를 얻는 반응
     - 한편, 폭발적으로 빠른 산화환원 과정은 연소를 들 수 있음

  ㅇ 화학반응 시에 외부와의 에너지 교환/변환이 (화학 에너지전기 에너지)로써 일어남
     - 전도체전극전해질이온과의 상호작용으로 전자 교환/이동이 발생 됨

  ㅇ 전극이 주된 역할을 함
     - 전자를 주고받는(전자의 재배치) 상대가 전극이 된다는 점에서 통상의 화학반응과는 다름

  ㅇ 직접적인  발생을 안함
     - 통상의 화학반응 발생을 하나, 
     - 전기 화학반응에서는 전기 에너지 만을 도선 등에 의해 외부에 전달하게 됨


4. 전기화학계의 기본 구성, 주요 이론

  ㅇ 기본 구성 : 2개 전극과 1 이상의 전해질로 구성
     - 외부와 연결되는 `2개의 전극(Electrode : Anode,Cathode)`
     - 내부 이온 이동이 이루어지는 `1 이상의 전해질(Electrolyte)`
     - 이외에도, 외부 전기회로와의 연결을 위한 도선(Conducting Wire) 필요

  ㅇ 주요 관련 이론
     - 전해질 용액전극 반응속도론, 전극 전위측정, 전기 분석화학


[전기화학] 1. 전기 화학 2. 산화 환원 3. 전극 4. 전극 전위 5. 전해질 6. 전기 이중층
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