금속부식 이해를 위한 전위 pH도의 이용과 한계

전문가 제언

○ 금속의 부식을 올바로 이해하기 위해서는 전위변화에 따른 pH변화의 개념을 파악하는 것이 중요하다. 전위-pH도로써 화학적 또는 물리적 변화에 따라서 발생하는 에너지를 전기에너지로 전환시키는 산화/환원반응의 척도를 알 수 있다. 금속을 통하여 전류가 흐르는 비가역반응, 전류가 흐르지 않는 평형상태나 역으로 일어나는 가역반응을 이해하는데 활용된다.

○ 금속이온 농도가 증대하면 전기전도도와 확산에 의한 물질이동속도가 증대하여, 과전압이 감소함을 전위-pH도로써 알 수 있다. 전위-pH도에서 물과 금속수산화물의 활동도는 1이며 온도와 압력이 일정하면 반응평형정수(K)는 일정하다. 수용액이 산성, 중성 또는 염기성인가는 그 용액의 수소이온 농도에 의존한다. 금속이온과 수산화물의 는 온도압력이 일정하면 금속이온의 활동도에 의존한다.

○ 부동태 피막생성은 속도이론에 의존하고, 피막생성속도와 피막용해속도 비로써 결정한다. 중성용액중의 활성태의 존재는 예측하지 못한다. 이유는 산화물 생성이 침전평형이기 때문이며, 평형이론을 유도에는 한계가 있다. 전기화학적 산화환원반응을 이용하여 산소측정기나 이산화탄소측정기 분자센서를 개발하는데 응용할 수 있다.

○ Nernst식에 의해 전극차이 값을 알면 평형상수를 구할 수 있고, 평형상수를 알면 금속이온의 용해도를 알 수 있다. 용해도를 측정할 수 있으면 전위차를 구할 수 있다. 평형상수를 구하여 산도도 예상도 가능하다. 수소가스발생의 전극전위가 높게 되면 감소하지만, 금속석출의 전극전위는 변하지 않는다. 표준전극전위가 플러스이면 금속전석이 비가역적으로 진행한다.

○ 전위-pH도는 사용목적에 적합한 화학종의 선정이 필수적이며, 금속이온과 수산화물을 함유한 수용액에서의 전해석출에는 필수적이다. 연료전지개발에 산화환원에 전위-pH도를 활용한 혼성전위의 연구가 필요하다. 안정하고 효과적인 착이온의 생성반응에 전위-pH도를 활용한 이차전기 개발과 도금, 폐수처리에 응용할 수 있을 것이다.

저자

Toshiaki OHTSUKA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

64(2)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

재료

페이지

99~103

분석자

김*상

분석물

• 금속부식 이해를 위한 전위-pH도 이용과 한계1.pdf [314,903 byte]

이미지변환중입니다.