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        전기이중층의 임피던스 파라미터 I. 백금전극을 사용한 전해쎌 임피던스 파라미터의 결정방법

        황김소,김은식,Kum-Sho Hwang,Un-Sik Kim 대한화학회 1986 대한화학회지 Vol.30 No.3

        본 연구는 임피던스 파라미터(전기이중층 내의 미분용량 $C_d$, 용핵저향 $R_Q$, 전하이동저항 $R_t$,및 흡착유사용량 $C{\phi}$)를 결정하기 위해 정확한 측정식을 얻는데 주력하낟. 정현파가 정상상태에 있을 때 복소수함수 ${\omega}$중의 허수부분만을 으용하여 구한 전체임피던스식은 낮은 주파수에서 $|Z_{LF}|=1/{\omega}_{1C\phi}{\sqrt{1+{{\omega}_1}^2/{\omega}^2}$에, 높은 주파수에서는 $|Z_{HF}|={\omega}_2/({\omega}_1{\omega}_3C{\phi})({\omega}^2+{{\omega}_2}^2){\sqrt{{({\omega}^2+{\omega}_2{\omega}_3)}^2+{({\omega}_2{\omega}-{\omega_3{\omega})^2}}$에 따름을 나타낸다. 이들 임피던스 파라미터의 계산에 필요한 전체임피던수, 위상각 및 쎌전류값을 .5M $NA_2SO_4$ 또는 1M NaCl, 19.373% 해수, 1M HCl, 1M $KNO_3$ 지지전해질과 이들의 지지전해질내에 각각 $10^{-2}M Kl$ 또는 6mM DBNA를 첨가하여 20~60Hz 범위에서 실험적으로 측정하였다. 본 연구에서 유도한 식은 임피던스 파라미터 $C_d,\;C_{\phi},\;R_t$ 및 $R_Q$의 값들이 각각 $15{\sim}4{\mu}F/cm^2,\;162{\sim}758{\mu}F/cm^2,\;11.5{\sim}57.6ohm{\cdot}cm^2$ 및 $0.5{\times}10^{-2}{\sim}4.1{\sim}10^{-2}\;ohm{\cdot}cm^2$임을 보여준다. This study is focused on the correct measurement of the equations for the determination of the impedance parameters-the differential capacity of the double layer $C_d$, solution resistance $R_Q$, transfer resitance $R_i$, and adsorption pseudcapacity $C_{\phi}$/ The application of only an imaginary part of complex function of ${\omega}$ at the sinusoidal steady state indicates the following equations of total impedance: at low frequency $|Z_{LF}|=1/{\omega}_1\;C_{\phi}\;{\sqrt{1+{{\omega}_1}^2/{\omega}^2}$, at high frequency $|Z_{HF}|={\omega}_2/({\omega}_1{\omega}_3C{\phi})({\omega}^2+{{\omega}_2}^2)\;{\sqrt{{({\omega}^2+{\omega}_2{\omega}_3)}^2+{({\omega}_2{\omega}-{\omega_3{\omega})^2}}$. The values of the total impedance of cell, phase angle, and cell current that are necessary for the calculations of impedance parameters were experimentally measured from 200 to 6000Hz for the following supporting electrolytes, 0.5M $Na_2SO_4$, 1M NaCl, 19.373% sea water, 1M HCl, 1M $KNO_3$ and for $10^{-2}M$ KI and 60mM DBNA (Di-iso-Butylnitrosoamine) in these supporting electrolytes. The derived equations in this study shows that the values of impedance parameters of $C_d,\;C_{\phi},\;R_i\;and\;R_Q\;are\;15{\sim}40\;{\mu}F/cm^2,\;162{\sim}758\;{\mu}F/cm^2\;11.5{\sim}57.6\;ohm{\cdot}cm^2\;and\;0.5{\times}10^{-2}{\sim}4.1{\times}10^{-2}\;ohm{\cdot}cm^2$ respectively.

      • SCOPUSKCI등재

        백금전극에서 크롬산염이온의 음극환원반응에 관한 연구

        황김소,Hwang, Kum-Sho 대한화학회 1974 대한화학회지 Vol.18 No.2

        백금전극을 사용해서 $CrO_4^=$이온의 환원을 중성인 비완충용액과 pH 8∼10 범위의 완충용액 및 강한 알카리성용액에서 조사하였다. pH 8∼10 범위의 완충용액에서 $CrO_4^=$이온의 환원에 관여한 전하이전의 수는 pH가 증가하므로써 점점 증가되었다. $CrO_4^=$이온dl 0.2N NaOH 용액에서 환원되어 질때 반응기구가 다음과 같이 가정되었다. $CrO_4^=+H_2O+2e{\rightarrow}CrO_3^=+2OH^-,\;CrO_3^=3H_2O+e{\rightarrow}Cr(OH)_3+3OH^-$ pH 13.5이고 지지전해질인 $(CH_3)_4NOH$ 용액에서 $CrO_4^=$ 이온이 환원되어 질때 두째번 파에서 심한 흡착을 보여주었다. 0.1N KCl의 비완충용액에서 linear sweep voltammogram은 initial voltage와 voltage sweep rate에 따라 세개 혹은 네개의 분명한 파로 나타나지만 첫째번 파는 확산에 의해서만 된 파라고 설명하기에는 어려움이 있었다. Reduction of chromate ion at the Pt-electrode was investigated in neutral unbuffered solutions, in buffered solutions of pH between 8 and 10, and in strongly alkaline medium. In buffered solutions of pH between 8 and 10, the number of electrons transfered in the reduction of chromate ion increased progressively with increasing pH. When chromate ion was reduced in 0.2 N sodium hydroxide medium the following mechanism was suggested: $CrO_4^=+H_2O+2e{\rightarrow}CrO_3^=+2OH^-,\;CrO_3^=3H_2O+e{\rightarrow}Cr(OH)_3+3OH^-$ When tetramethylammonium hydroxide (pH=13.5) was used as the supporting electrolyte, a second wave indicated strong adsorption. In unbuffered solutions of 0.1 N potassium chloride the linear sweep voltammogram consists of three or four distinct waves depending on the initial voltage and the voltage sweep rates, but the first wave was difficult to explain as a diffusion controlled wave.

      • 백금전극에서 진한 염소산이온의 음극환원기구에 관한 연구

        黃正儀,黃金小 慶北大學校 文理科大學 1974 文理學叢 Vol.2 No.-

        The mechamisms of the anodic oxidation and the cathodic reduction of chlorate ion were investigated, using Pt-electrode, by means of a technique of galvanostatic double pulses. The electrode potential exhibited sharp increase in the potential-tine curve-by applying first on anodic pulse at the current density, 15 and 60ma/㎠. Th seems due to the oxidation of ClO^-_3 to CIO^-_4 After applying anodic pulse which allowed constant potential, the two transition times, τ_1 and τ_2, could be detected by applying cathodic pulse. Furthermore, the obtained transition times allowed to calculated the ratios of the number of the electron related to a cathodic reduction and to propose the possible mechanisms as well. It was found that the electrode reduction processes of chlorate ion and perchlorate ion were different from those reported by others lately.

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