DO(폴라로그래프)에 대해서

DO(폴라로그래프)에 대해서

용액에 침지된 2 개의 전극 사이에 전압을 가하면 2 전극 사이에 전류가 흐릅니다.

전압을 여러 가지로 바꾸고 전류를 측정하는 장치를 폴라로 그래프라고 합니다

이 때 얻을 수 있는 전류와 전압의 관계도를 폴라로그램, 또는 전류-전위곡선이라고 하며, 폴라로그래프를 이용한 연구를 폴라로그래피라고 합니다.

​

2개의 극 중 전압을 가할 때의 기준이 되는 극을 대극, 다른 쪽을 작용극이라고 합니다.

엄밀하게는 작용 극에 적하 수은 전극을 이용한 측정 장치를 폴라로 그래프라고 하고, 기타 전극을 이용한 것을 볼탄메트리라고 하지만 실제로는 그다지 명확하게 구별하여 사용되고 있지는 않습니다.

​

폴라로그래프는 직류나 펄스 등 다양한 전압을 인가 전압으로 사용합니다.

반대의 극에는 은이나 납, 또한 작용극에는 적하수은전극을 비롯해 백금, 금, 유리화탄소 등 외에 최근에는 도전성 다이아몬드 등도 사용되고 있습니다.

​

폴라로그래프로무엇을알수있나?

​

용액 속의 물질은 작용극으로 산화 또는 환원됩니다.

산화는 분자나 원자가 전자를 잃는 과정을 말하며 환원은 분자나 원자가 전자를 얻는 과정을 말합니다.

전자의 수수가 이루어지므로, 작용극과 대극 사이에 전류가 흐릅니다.

이 전류를 확산전류(Id)라고 하며, 작용극에서 산화되는 물질(또는 환원되는 물질)의 농도(C)에 비례하고 있으므로, 확산전류를 측정하면 물질 농도를 알 수 있습니다(정량분석).

​

Id=KC

그러나 K는 반응 물질의 원자가, 확산 상수, 작용 극면적, 패러데이 상수 등에 의해 결정되는 정수입니다.

한편 물질을 산화(또는 환원)하기 위해 에너지를 필요로 하지만 물질 개개인에 필요로 하는 에너지에는 차이가 있습니다.

폴라로 그래프에서는 이 에너지를 인가 전압이라고 하는 형태로 공급하고 있습니다.

그리고 인가전압을 몇 볼트로 할지로 물질의 종류를 특정할 수 있습니다.

폴라로그램 모델을 그림 1에 나타냅니다.

​

폴라로그래프를 사용한 계측기

​

폴라로그래프를 사용한 계측기 가운데, 가장 일반적인 것의 하나로 유리 잔류 염소계가 있습니다(그림 2).

반대의극에 은, 작용극에 금을 사용하여 수돗물 내의 소독 약제인 유리 잔류염소 농도를 측정합니다.

유리잔류염소의 폴라로그램(그림3)을 보면 인가전압 -0.1V 부근에서 확산전류가 평탄(프라토 영역)해지므로 인가전압이 다소 변동해도 농도에 의존한 확산전류를 얻을 수 있음을 알 수 있습니다.

실제, 계측기에서는 작용극에 -0.1V를 인가하고 있습니다.

또 환원 반응에 의해 작용극이 오염되기 때문에 작용극에 모터를 장착해 회전시키고 용액 안에 넣은 세라믹 비즈와 문질러 전극면이 오염되지 않도록 항상 연마해 연속 측정할 수 있도록 고안되어 있습니다.

 

스마트계측기 (smartinst.co.kr)

스마트계측기