전기화학

電氣化學

• 과학
• 개념
• 현대

집필 및 수정

• 집필 2014년
• 김석환
• 최종수정 2024년 07월 19일

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정의

전기적 현상이 동반되는 화학 현상과 그 응용 방법을 연구하는 학문.

개설

전기화학(electrochemistry)은 전지, 전기분해, 계면 전기현상, 전기열화학, 기체 내 방전, 고체 · 액체 · 기체의 구조, 물체 내의 도전현상, 이온화 상태 등 전기적 현상이 수반되는 화학 현상을 연구한다. 전기화학을 응용한 기술로는 도금, 양극 산화, 전착 도장, 전지, 전기 영동(泳動), 전해 제련, 전해 정제, 전기 방식, 전해 분석, 전해 투석 등이 있다. 전기화학의 원리를 응용한 분석법은 화학의 여러 분야에서 각종 측정법으로 널리 이용되고 있다.

연원 및 변천

전기화학은 1781년 이탈리아의 갈바니(Luigi Galvani)로부터 시작된다고 할 수 있다. 갈바니 이전에는 전기와 화학은 전혀 별개의 영역이었는데, 갈바니가 개구리 다리에서 전기현상을 발견함으로써 전기와 화학이 연관이 있다는 것을 알게 되었기 때문이다. 1799년 볼타(Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta)가 이 현상을 이용하여 전지를 발명한 후 화학적 반응에 의해 전기가 만들어질 수 있음을 알게 되었다.

1801년 니콜슨(William Nicholson)과 캘러일이 물이 전기분해 되는 것을 발견함으로써 전기가 화학 반응을 일으킬 수 있다는 것을 알게 되었는데, 이후 많은 연구에 의해 전기화학반응이 전극의 산화와 환원 경향과 전해질에 관련되어 있다는 것이 밝혀졌다. 그리고 패러데이(Michael Faraday)가 전기분해가 일어날 때 전기와 화학 반응의 양적인 관계 법칙을 발견함으로써 전기화학의 발전에 큰 기여를 하였다.

19세기 말 네른스트 식(Nernst equation)이 발표되면서 전기화학반응을 일반 화학반응과 함께 취급할 수 있게 되었다. 네른스트 식은 전기화학반응을 추진시키는 원동력은 전위차라는 것을 알려주는 식인데 전기화학반응을 나타내는 가장 기초가 되는 식이다.

내용

전기화학은 물질 간의 전자의 이동과 그것들에 의한 여러 현상을 취급하는 화학의 한 분야이다. 물리화학, 분석화학, 화학공학 등과 연관이 깊다. 전기화학에서 다루는 주요 내용은 전기화학 반응, 에너지 변환, 전기화학 측정, 전기화학 분석, 전기화학 공업 등을 들 수 있다.

우리나라의 대학에는 전기화학 관련 학과는 없으며, 화학과 · 공업화학과 · 금속과 등 화학 관련 학과에서 연구되고 있다. 1998년에 한국전기화학회가 설립되어 『전기화학회지』와 영문지 『JECST』를 발간하고 있다.

참고문헌

• - 『전기화학 개론』(이동진 역, 아진, 2001)

• - 한국전기화학회(www.kecs.or.kr)