수정 부식전지 ㆍ Galvanic Corrosion

수정 반쪽전지 (Half Cell)

부식전지는 모두 배터리라고 할 수 있고 모든 배터리는 부식전지와 같다. 기본적인 작용은 바로 전하의 이동 현상이다. 실제 순수 전하는 보존되며, 이러한 전하전달의 구동력은 각각의 반쪽전지의 기전력의 차이이다.

수정 부식전지 (corrosion cells)

구리-철 시스템에서의 (a) 부식전지 (b) 방식회로

half cell 의 emf 는 기준이 되는 half cell 을 사용하여 측정한다. 그러므로 실제의 측정은 두 half cell 간의 전위차이가 되며, 모든 half cell 의 기전력 측정은 항상 기준 half cell 을 필요로 한다. 이때 기준 half cell 의 의미는 측정되는 half cell 의 상대적인 half cell 로서 간주된다.

수정 기준전극 (reference electrode)

부식실험에서 있어서 신뢰성 있는 전위 측정을 위해 필요한 가장 기본적인 원칙은 실험하는 조건에서 전위가 매우 안정된 기준전극을 사용하는 일이다.

산의 물리적 높이를 생각하는 것과 유사하게 전기화학적 전위 (electrochemical potential) 라는 것도 절대적인 크기를 가질 수 있으나 그 값을 표현하는 데 있어서 상대적인 값, 즉 어느 특정한 기준되는 전위와의 상대적 차이로서 설명되어 지는데 이때 전위의 기준으로 삼을 수 있는 표준전극이 바로 기준전극인 셈이다.

산의 높이를 말할 때 거의 변동이 없는 해수면을 기준으로 해발높이를 사용하듯이 전위를 표기할 때 표준전극이 나타내는 전위를 기준으로 우리가 관심을 두는 시스템 전극의 전위를 표기하는 것이다. 물론 표준전극은 앞에서 말 한바와 같이 변하지 않은 대표적 전위를 갖는 것이어야 한다.

기준전극으로 사용되는 전극중 가장 기본적인 기준전극은 바로 수소전극이다. 이를 표준수소전극 (standard hydrogen electrode; SHE) 이라고 하며, 모든 온도에서 전극이 나타내는 전위를 임의로 0 V로 부여하고 있다.

표준전극에는 수소전극외에 칼로멜 전극 (saturated calomel electrode; SCE), Ag/AgCl 전극, 황산동전극 (Cu/CuSO₄) 및 기타 수은전극 등이 있으며, 이들의 특징 및 표준전위간의 차이를 표 1에 보여주고 있다. 실험실이나 각종 현장에서 널리 사용되는 황산동 기준전극에 대한 구조는 그림 1과 같다.

표 1. 각종 기준전극의 종류 및 표준전위