분극

 

 

양극과 음극부를 연결 하면  양극과 음극 모두에서 전위의 변화(전위차를 낮추는 방향)가 발생하는데 이를 분극이라 합니다.

참고로 전위는 포화황산동 기준전극 기준 입니다.

희생양극을 예로 들면 마그네슘의 자연전위(-1,600mV) 철의 자연전위(-400mV)일 때 전위차는 1200mV입니다. 회로를 연결하면 마그네슘은 -1000mV 철은 -850mV로 변했다면 전위차가 150mV로 전위차를 낯추는 방향으로 진행 됩니다.

 

이 때 배관에서 마그네슘으로 오음의 법칙에 따라 전류I 흐른데 이는 분극과 탈분극 효과 사이에 평형에 도달할 때까지 감소하여 결국 평행 전류가 흐르게 됩니다.

탈분극이란 분극이 잘 이루어 지지 않게 하는 분극저항이라고 생각하면 됩니다.

 

탈분극제는 용존산소, 이온농도의 변화, 물의 흐름, 온도, pH등이 있습니다.

 

 

 

 

분극은 항상 전류 흐름에 반대 방향으로 발생 합니다. 

부식 셀의 양극과 음극이 연결되면 둘 사이에 전류가 흐릅니다. 이 전류는 양극의 전위가 음극의 전 
위로 이동 하게 만듭니다. 또한 음극의 전위는 양극의 전위로 이동하게 마듭니다. 분극된 전극 사이의 전압 차이는 정상 상태 혼합 전위(E중) 전류의 분극 효과가 외부 탈분극 효과와 정확히 균형을 이룰 때. 혼합 전위는 두 전극의 분극 전위 사이 어딘가를 나타내고 있습니다. 양극과 음극의 분극화 전위차가 부식 셀의 구동 전압입니다. 이 정상 상태 조건에서의 전류는 부식 전류(I) 시스템의. 분극화 또는 에반스 다이어그램 그림 1.7은 부식셀 분극화의 개념을 더 잘 설명할 수 있습니다.

전류가 흐르기 전의 전극 전위를 개방 회로 전위라고 합니다. 이러한 잠재력(Ec,oc그리고 전자a,oc)는 음극과 양극이 연결되기 전(단락, 단선, 연결이 안된 상태)의 전위입니다. 개방 회로 상태에서 전극으로 흐르거나 전극에서 흐르는 유일한 전류는 교환 전류입니다. 교환 전류는 전극이 전해질에서 동적 평형에 도달할 때 양전하 또는 음전하가 표면에 들어오거나 나가는 속도입니다. 평형 상태에서는 전극에 순 전류가 흐르지 않습니다. 교환 전류 밀도의 크기는 특정 전극 물질과 전해질의 함수입니다 그리고 일반적으로 작습니다. 

 

희생양극을 예로 들면 마그네슘 -1600mV 배관 -400mV라 하면 개방회로 전위는 -1600mV와 -400mV 입니다.

 

일반적으로 분극화는 반응물의 고갈 및 반응 생성물의 축적과 관련이 있습니다. 반응생성물의 축적 또는 반응물의 고갈을 선호하는 모든 것은 분극화를 증가시킵니다. 반대로, 반응 생성물을 제거하거나 반응물을 보충하는 모든 것은 분극을 감소시킵니다. 

 

전기화학적 분극화에는 저항, 활성화 및 농도의 세 가지 유형이 있습니다.

 

저항분극

토양의 IR 강하라고도 하는 저항 분극은 전자 회로의 저항 개념과 매우 유사합니다. 전해질의 전하 이동은 용액에 존재하는 이온을 통해 이루어집니다. 어떤 종류의 이온이많을수록 전하 이동이 쉬워지고 전하 이동으로 인한 전기장의 크기는 낮아집니다. 전하 이동(저항을 통한 전류 흐름과 동일)에 의해 야기되는 전해질 및 경계층 필름의 전위차를 저항 분극이라고 합니다. 저항 분극화는 참조 셀 전위에 대한 구조 측정에서 고려해야 하는 IR 강하의 일부가 되기 때문에 중요합니다.

전자는 도선을 통하여 이동하며 전해질에서는 전하의 이동으로 전류가 흐르는데 이를 잘 흐르지 못하게 하는 저항(전해질 및 경계층 필림의 전위차)에 의해서 생기는 전위차를 저항 분극이라한다.

 

 

활성화 분극

활성화 분극화는 반응 자체에 내재된 지연 요인에 의해 발생합니다.
예를 들어, 음극에서 수소 가스의 방출을 고려하십시오. 수소 이온이 수소 가스로 환원되는 속도는 금속 표면에서 수소 이온으로 전자가 전달되는 속도를 포함하여 여러 요인의 함수입니다. 따라서 속도는 이 반응에 고유하며 특정 금속과 시스템의 온도에 따라 달라집니다. 사실, 전자를 수소 이온으로 전달하는 다양한 금속의 능력에는 광범위한 변화가 있으며, 그 결과 서로 다른 금속 표면에서 수소 발생 속도가 상당히 다릅니다.
활성 분극은 일반적으로 반응물이 풍부하고/하거나 전기화학 반응에 포함된 생성물의 제거가 빠른 전해질에서 우세합니다.

 

농도분극

농도분극은 금속표면에 인접한 용액의 농도 변화로 인한 전기화학 반응의 지연을 의미합니다.

예를 들어 수소 이온 환원을 사용하여 용액의 수소 이온 농도가 상대적으로 낮고 반응이 상당히 빠른 속도로 진행된다고 가정합니다. 금속 표면에 매우 가까운 영역은 음극반응에 의해 소모되기 때문에 수소 이온이 고갈됩니다. 이러한 조건에서 반응은 금속반응 표면에 대한 수소 이온의 확산 속도에 의해 제어됩니다.

어렵다!!  한마다로 환원반응하려는데 이온이 없어서 (빨리 채워지지 않아서) 반응이 잘 일어나지 않는것을 말한다.

 

"이러한 저항분극, 활성화분극, 농도분극 들로 인해서 전위차가 발생하고 전류가 흐르게 된다. 이러한 저항이 없을 경우, 전위차는 발생하지 않고 전류도 흐리지 않아서 분극은 발생하지 않는다."