개념과 작동 원리
구리 도금의 음극에서는 Cu²⁺가 전자 두 개를 받아 구리가 됩니다. 도금할 물체를 적절한 전극에 연결해야 원하는 표면에 금속이 쌓입니다.
전류가 클수록 단위 시간에 전달되는 전하가 많습니다. 같은 전류에서도 더 오래 흘리면 반응에 사용될 수 있는 총전하량이 커집니다.
관계식과 성립 조건
Q=It이고 이론 석출 질량은 m=QM/(zF)입니다. 구리는 z=2이며, 균일하게 쌓인다고 가정하면 평균 두께는 질량을 밀도와 면적으로 나누어 구합니다.
전류 효율이 100%이고 부반응과 손실이 없다는 이론값입니다. 실제 표면 두께는 전류 분포, 물체 모양, 용액 상태에 따라 균일하지 않을 수 있습니다.
가상 실험에서 읽을 변화
질량은 전류·시간에 비례하고 면적에 무관해요. 같은 질량을 더 넓게 도금하면 평균 두께가 얇아져요.
전류효율 100%, 일정 전류, M=63.55 g/mol, n=2, F=96485 C/mol, ρ=8.96 g/cm³인 교육용 모형이에요. 구리 양극이 공급하는 Cu²⁺가 충분하고 농도 고갈·부반응·전압·표면 거칠기·두께 불균일은 제외해요. 면적은 전체 도금 표면적이며 균일한 평균 두께만 계산해요. 도금층 그림의 두께는 확대 연출이에요.
핵심 관계와 기호
Q = It · m = QM/(nF) · 평균 두께 = m/(ρ·면적)
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| Q | 총전하량 | C |
| F | 패러데이 상수, 약 96485 | C/mol |
| z | 금속 이온 하나당 필요한 전자 수 | 단위 없음 |
예시로 확인하기
전류효율 100%에서 구리 석출 질량을 결정하는 것은?
m=ItM/(nF)이고 평균 두께는 m/(ρ·면적)이에요. 면적은 같은 질량을 얼마나 넓게 나누는지 정해요.
자주 헷갈리는 점
- 같은 총전하량으로 도금해도 면적이 넓으면 평균 두께는 더 얇아집니다.