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제목 답변완료 Robinson-Stokes, ion conductivity & salt concentration 해석, 9강 OCV와 closed system, 10강 Liquid junction potential질문
질문유형 강좌내용 교수님 다몽
과목 배터리 강좌명 [배터리] 배터리(전기화학) 한방에 끝내기
작성자 안*도 (a*****n) 등록일 2025-02-27 12:07

1. 농도가 늘어날수록 이온을 둘러싸는 물분자가 줄어들고 안정한 이온들이 줄어든다는 점은 이해했습니다. 
 r는 ion-ion interation으로 인해 r<1이 되고, r가 작아지는데, 이는 이탈성향이 커진다고 해석할 수 있습니다. 그런데 농도가 증가할수록 안정화이온이 줄어들면서 ion-ion interaction이 점차 세지는데, r가 감소하지않고, logr 가 왜 증가하는지 이해가 안됩니다. 증가하면 이상용액에 가까워진다는 의미가 아닌가요??


2. ion conductivity & salt concentration 해석에서 Relaxation effect로 인해 움직임이 방해되서 mobility가 감소한다고 설명하셨는데,
농도가 증가할수록 ion-solvent 효과가 감소하여 오히려  stabilization 된 분자들이 줄어드는 것 아닌가요?


3. OCV와 closed system 둘다 산화환원 반응이 일어나는데 closed system에서만 왜 농도변화 차이가 생기는지 구체적인 과정을 설명해주시면 감사하겠습니다.


4. 0.1M과 0.01M 몰의 HCl 용액에 Pt 전극을 넣은 예시에서 Liquid junction potential을 고려하지 않고  Ecell을 구할 때, Ecell=Ecathode-Eanode로 계산할텐데, 둘다 HCl 용액이면 Ecathode는 어떤 농도의 HCl이 해당하는지 모르겠습니다.

감사합니다.

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다* 교수님

1. 우리가 여기에서 공부했던 r이란, 이상적인 용액과 실제의 용액의 차이를 보정해주기 위해 도입한 계수라고 할 수 있어요. 즉, 이상적인 용액에서는 특정 용액 속 물질 (이온)의 농도만이 그 물질의 활동도를 결정하지만, 실제 용액에서는 그 농도뿐만 아니라 ion끼리의 interaction, 또는 ion-solvent interaction 등 역시 그 물질의 활동도를 결정한다는 의미이죠. 즉, r<1일 때 이탈성향이 커지는 '경향이 있는' 것은 맞지만, 실제로 우리가 이 계수를 활용하는 데에 있어서는 r이 그 용액의 이탈성향만을 나타내는 계수는 아니기 때문에 (활동도를 보정할 때에는 다양한 파라미터들이 있겠죠?  ion-ion interaction, 농도 등) 일정 농도 이상에서는 logr이 증가하는 그래프를 그릴 수 있게 됩니다.


2. 8강에서 제가 [4] ionic conductivity & salt concentration 파트에 그려뒀던, +이온을 둘러싸고 있는 파란색 anion들을 같이 보면요, 여기에서 말하는 salt concentration은 +이온이 아닌, 파란색 anion들을 의미합니다! 그래서 파란색 anion들이 많아질수록, +이온이 움직이는 것을 방해한다 라는 의미였어요!


3. OCV의 'open'이라는 의미는, 우리가 회로를 그릴 때에 선이 연결되지 않았다는 것을 의미해요. 그래서, 선이 연결되지 않은 채로 단순하게 circuit의 두 point 사이의 voltage 차이를 측정하겠다는 의미입니다. 선이 연결되지 않았으므로, 두 point 사이에서 반응이 일어나지 않고 따라서 charge 이동이 없으며, 따라서 전기화학적인 반응이 일어날 수 없으므로 농도변화가 생기지 않습니다. ^^


4. 좋은 질문이에요! ^^ 우리, 초반 수업에서 배웠던 half cell potential에 대한 내용을 상기해보면요, 두 전기화학적 half cell을 선으로 연결했을 때 '상대적으로' 산화가 더 잘 일어나는 쪽이 anode, 환원이 더 잘 일어나는 쪽이 cathode라고 배웠습니다. 이는 Nernst equation으로 구할 수 있는 half cell potential이 상대적으로 작은 쪽이 anode, 큰 쪽이 cathode라고 할 수 있다는 의미이며, Nernst equation으로 계산해 봤듯이 따라서 0.1M HCl 쪽이 anode라고 할 수 있어요.


감사합니다 ^^

  • 2025-03-06