hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
순환 전압전류법 특징
전류에 초점을 맞추면 가역적 반응쌍은 ipa/ipc = 1로 특징지어진다.
가역적 피크가 관찰될 때, 반쪽 전지 전위 E01/2 형태의 열역학적 정보를 결정할 수 있다. 파형이 준가역적(ipa/ipc가 1에 가깝지만 같지 않은 경우)일 때, 더 구체적인 정보를 결정할 수 있다(참조 전기화학 반응 메커니즘).
산화 및 환원의 전류 최댓값 자체는 주사 속도에 따라 달라진다(그림 참조).
전기화학 반응 메커니즘의 특성을 연구하기 위해서는 다음 식에 따른 거듭제곱 맞춤을 수행하는 것이 유용하다.
그림에서 로 맞춘 결과는 가 추가로 충족될 때 피크 전류가 주사 속도의 제곱근에 비례함을 보여준다.
이는 이른바 랜드레스-세브식 방정식으로 이어지며, 이 전기화학 산화·환원 반응의 속도 결정 단계는 확산으로 할당될 수 있다.
CV에서 관찰되는 많은 산화·환원 과정은 준가역적 또는 비가역적이다. 이러한 경우 열역학적 전위 E01/2는 종종 시뮬레이션을 통해 추론된다. 비가역성은 ipa/ipc ≠ 1로 표시된다. 1에서 벗어나는 것은 전자 전달에 의해 유발되는 후속 화학 반응에 기인한다. 이러한 EC 과정은 이성질화, 해리, 결합 등을 포함하여 복잡할 수 있다.
순환 전압전류법 특징
흡착된 종은 간단한 전압전류 응답을 나타낸다. 이상적으로는 느린 주사 속도에서 피크 분리가 없고, 1전자 산화·환원 쌍의 피크 폭은 90mV이며, 피크 전류와 피크 면적은 주사 속도에 비례한다(피크 전류가 주사 속도에 비례한다는 것은 피크를 생성하는 산화·환원 종이 실제로 고정되어 있음을 증명한다). 주사 속도를 높이는 효과는 계면 전자 전달 속도 및 결합된 반응 속도를 측정하는 데 사용될 수 있다. 이 기술은 일부가 다양한 전극 재료에 쉽게 흡착되는 산화·환원 단백질을 연구하는 데 유용했지만, 생물학적 및 비생물학적 산화·환원 분자에 대한 이론은 동일하다(단백질 필름 전압전류법 페이지 참조).
순환 전압전류법 실험 설정
CV 실험은 전극이 장착된 전해 전지 내 용액에서 수행된다. 용액은 전해질과 연구 대상 종이 용해된 용매로 구성된다.
표준 CV 실험은 세 가지 전극이 장착된 전지를 사용한다: 기준 전극, 작업 전극, 그리고 대향 전극. 이 조합은 때때로 삼전극 설정이라고 불린다. 일반적으로 충분한 전도도를 보장하기 위해 전해질이 시료 용액에 추가된다. 용매, 전해질 및 작업 전극의 재료 구성은 실험 중에 접근할 수 있는 전위 범위를 결정한다.
순환 전압전류법 실험 설정
전극은 순환 전압전류법 동안 움직이지 않으며 교반되지 않은 용액에 놓여 있다. 이 "정지" 용액 방법은 순환 전압전류법의 특징적인 확산 제어 피크를 발생시킨다. 이 방법은 또한 환원 또는 산화 후 분석물의 일부가 남아 추가적인 산화·환원 활성을 나타낼 수 있도록 한다. 각 새로운 실험에 대해 전극 표면에 신선한 분석물을 공급하기 위해 순환 전압전류법 추적 사이에 용액을 교반하는 것이 중요하다. 분석물의 용해도는 전체 전하에 따라 크게 변할 수 있다. 따라서 환원되거나 산화된 분석물 종이 전극에 침전되는 것이 일반적이다. 이러한 분석물 층은 전극 표면을 절연하거나, 후속 주사에서 자체 산화·환원 활성을 나타내거나, CV 측정에 영향을 미치는 방식으로 전극 표면을 변경할 수 있다. 이러한 이유로 주사 사이에 전극을 청소하는 것이 종종 필요하다.
작업 전극의 일반적인 재료로는 유리 탄소, 백금, 금이 있다. 이 전극들은 일반적으로 한쪽 끝에 디스크가 노출된 불활성 절연체 막대에 싸여 있다. 일반적인 작업 전극은 반지름이 1mm 정도이다. 제어된 표면적과 잘 정의된 모양을 갖는 것은 순환 전압전류법 결과를 해석하는 데 필요하다.
순환 전압전류법 실험 설정
매우 빠른 주사 속도로 순환 전압전류법 실험을 수행하려면 일반적인 작업 전극으로는 불충분하다. 빠른 주사 속도는 큰 전류와 증가된 저항을 가진 피크를 생성하여 왜곡을 초래한다. 초미세 전극을 사용하여 전류와 저항을 최소화할 수 있다.
보조 전극 또는 두 번째 전극이라고도 하는 대향 전극은 전류를 쉽게 전도하고, 벌크 용액과 반응하지 않으며, 작업 전극보다 훨씬 큰 표면적을 가진 모든 재료가 될 수 있다. 일반적인 선택은 백금 및 흑연이다. 대향 전극 표면에서 발생하는 반응은 전류를 잘 전도하는 한 중요하지 않다. 관찰된 전류를 유지하기 위해 대향 전극은 종종 용매 또는 벌크 전해질을 산화시키거나 환원시킨다.
CV는 다양한 용액을 사용하여 수행될 수 있다. 순환 전압전류법을 위한 용매 선택은 여러 요구 사항을 고려한다. 용매는 분석물과 고농도의 지지 전해질을 용해해야 한다. 또한 작업 전극에 대해 실험의 전위 창 내에서 안정해야 한다. 분석물 또는 지지 전해질과 반응해서는 안 된다. 간섭을 방지하기 위해 순수해야 한다.
전해질은 좋은 전기 전도도를 보장하고 iR 강하를 최소화하여 기록된 전위가 실제 전위에 해당하도록 한다. 수용액의 경우 많은 전해질을 사용할 수 있지만, 일반적인 것은 과염소산염 및 질산염의 알칼리 금속 염이다. 비수용성 용매에서는 전해질의 범위가 더 제한적이며, 테트라뷰틸암모늄 헥사플루오로포스페이트가 인기 있는 선택이다.
순환 전압전류법 관련 전위차 측정 기술
저진폭 AC 교란을 전위 변화에 추가하고 단일 주파수(AC 전압전류법) 또는 여러 주파수에서 동시에 가변 응답을 측정하는 전위 동적 기술도 존재한다(전위 동적 전기화학 임피던스 분광법). 교류에서의 응답은 진폭과 위상으로 특징지어지는 2차원이다. 이 데이터는 다양한 화학적 과정(전하 전달, 확산, 이중층 충전 등)에 대한 정보를 결정하는 데 분석될 수 있다. 주파수 응답 분석은 전기화학 시스템의 전위 동적 AC 응답에 기여하는 다양한 과정을 동시에 모니터링할 수 있도록 한다.
순환 전압전류법은 유체역학적 전압전류법이 아니지만, 유용한 전기화학적 방법이다. 이러한 경우, 용액을 교반하거나, 용액을 펌핑하거나, 회전 원반 전극 및 회전 고리-원반 전극의 경우와 같이 전극을 회전시켜 전극 표면에서 흐름이 발생한다. 이러한 기술은 정상 상태 조건을 목표로 하며, 양의 또는 음의 방향으로 주사할 때 동일하게 나타나는 파형을 생성하므로 선형 주사 전압전류법으로 제한된다.
순환 전압전류법 응용 분야
순환 전압전류법(CV)은 화학의 여러 분야에서 중요하고 널리 사용되는 전기분석 기술이 되었다. 이는 다양한 산화·환원 과정을 연구하고, 반응 생성물의 안정성, 산화·환원 반응에서의 중간체 존재 여부, 전자 전달 동역학, 및 반응의 가역성을 결정하는 데 자주 사용된다. 이는 박막의 전기화학 증착 또는 전기화학 증착을 위한 전해질에 존재하는 이온의 적절한 환원 전위 범위를 결정하는 데 사용될 수 있다. CV는 또한 시스템의 전자 화학량론, 분석물의 확산 계수, 그리고 분석물의 형식 환원 전위를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 이는 식별 도구로 사용될 수 있다. 또한 가역적, 네른스트성 시스템에서 농도가 전류에 비례하므로, 전류 대 농도의 보정 곡선을 생성하여 미지 용액의 농도를 결정할 수 있다.
세포 생물학에서는 살아있는 유기체의 농도를 측정하는 데 사용된다. 유기금속화학에서는 산화·환원 메커니즘을 평가하는 데 사용된다.
순환 전압전류법 항산화 능력 측정
순환 전압전류법은 식품은 물론 피부의 항산화 능력을 측정하는 데 사용될 수 있다. 다른 분자들이 환원제로 작용하여 산화되는 것을 막는 저분자량 항산화 물질은 라디칼을 생성하는 산화 반응으로 인한 세포 손상 또는 사망을 억제하기 때문에 살아있는 세포에서 중요하다. 항산화 물질의 예로는 플라보노이드가 있으며, 이는 수산기가 많을수록 항산화 활성이 크게 증가한다. 항산화 능력을 결정하는 전통적인 방법은 번거로운 단계를 포함하기 때문에 실험 속도를 높이는 기술이 지속적으로 연구되고 있다. 그러한 기술 중 하나는 순환 전압전류법인데, 이는 각 구성 요소의 항산화 능력을 측정할 필요 없이 복잡한 시스템에서 산화·환원 거동을 빠르게 측정하여 항산화 능력을 측정할 수 있기 때문이다. 또한, 항산화 물질은 비활성 전극에서 빠르게 산화되므로 반파 전위를 활용하여 항산화 능력을 결정할 수 있다. 순환 전압전류법을 활용할 때는 항상 분광광도법 또는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)와 비교된다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 이 기술의 응용은 식품 화학까지 확장되어 레드 와인, 초콜릿, 홉의 항산화 활성을 결정하는 데 사용된다. 또한 의학 분야에서도 피부의 항산화 물질을 결정하는 데 사용될 수 있다.
순환 전압전류법 항산화 능력 측정
평가 중인 기술은 전자 혀 (ET)에 결합된 전압전류 센서를 사용하여 레드 와인의 항산화 능력을 관찰한다. 이 전자 혀(ET)는 특정 화합물에 고유한 반응을 보이는 전압전류 센서와 같은 여러 감지 장치로 구성된다. 이 접근 방식은 복잡성이 높은 샘플을 높은 교차 선택성으로 분석할 수 있으므로 최적이다. 따라서 센서는 pH와 항산화 물질에 민감할 수 있다. 평소와 같이 전지 내 전압은 작업 전극과 기준 전극(은/염화은 전극)을 사용하여 모니터링되었다. 또한, 백금 대향 전극은 실험 동안 전류가 계속 흐르도록 한다. 탄소 페이스트 전극(CPE) 센서와 흑연-에폭시 복합체(GEC) 전극은 와인을 주사하기 전에 염수에 테스트되어 기준 신호를 얻을 수 있다. 그런 다음 와인은 CPE로 한 번, GEC로 한 번 주사할 준비가 된다. 순환 전압전류법은 와인 샘플을 사용하여 전류를 성공적으로 생성하는 데 사용되었지만, 신호는 복잡했으며 추가 추출 단계가 필요했다. ET 방법이 와인의 항산화 능력을 성공적으로 분석할 수 있었고, 이는 TEAC, 폴린-시오칼퇴, I280 지수와 같은 전통적인 방법과 일치한다는 것이 밝혀졌다. 또한 시간이 단축되었고, 샘플을 전처리할 필요가 없었으며, 다른 시약이 불필요하여 전통적인 방법의 인기가 감소했다. 따라서 순환 전압전류법은 항산화 능력을 성공적으로 결정하고 이전 결과를 개선하기도 한다.
순환 전압전류법 항산화 능력 측정
코코아 가루, 다크 초콜릿, 밀크 초콜릿의 페놀계 항산화 물질은 순환 전압전류법을 통해 결정할 수도 있다. 이를 위해 양극 피크를 계산하고 분석하는데, 첫 번째와 세 번째 양극 피크는 플라보노이드의 첫 번째와 두 번째 산화에 할당될 수 있고, 두 번째 양극 피크는 페놀산을 나타낸다는 사실을 바탕으로 한다. 순환 전압전류법으로 생성된 그래프를 사용하여 세 가지 샘플 각각에서 총 페놀 및 플라보노이드 함량을 추론할 수 있다. 코코아 가루와 다크 초콜릿은 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 높기 때문에 항산화 능력이 가장 높았다. 밀크 초콜릿은 페놀 및 플라보노이드 함량이 가장 낮았기 때문에 항산화 능력이 가장 낮았다. 순환 전압전류법 양극 피크를 사용하여 항산화 함량을 제공했지만, 코코아 가루, 다크 초콜릿, 밀크 초콜릿의 카테킨과 프로시아니딘의 순도를 결정하기 위해서는 HPLC를 사용해야 한다.
순환 전압전류법 항산화 능력 측정
맥주 제조에 사용되는 꽃인 홉은 플라보노이드와 기타 폴리페놀 화합물의 존재로 인해 항산화 특성을 가지고 있다. 이 순환 전압전류법 실험에서 작업 전극 전압은 페리시늄/페로센 기준 전극을 사용하여 결정되었다. 서로 다른 홉 추출물 샘플을 비교한 결과, 더 낮은 양의 전위에서 산화된 폴리페놀을 포함하는 샘플이 더 나은 항산화 능력을 가졌다.
전압전류법
전압전류법(영어: Voltammetry)은 분석화학 및 다양한 산업 공정에서 사용되는 전기분석법의 한 종류이다. 전압전류법에서는 전압을 변화시키면서 전류를 측정하여 분석물에 대한 정보를 얻는다. 전압전류법 실험의 분석 데이터는 분석물에 의해 생성된 전류를 작업 전극의 전위에 대해 플롯한 전압전류도(voltammogram)의 형태로 나타난다.
전압전류법 이론
전압전류법은 인가된 퍼텐셜의 함수로서 전류를 연구하는 분야이다. 전압전류법은 화학 전지를 포함하며, 전극/전해질 계면에서 발생하는 반응을 조사한다. 이러한 반쪽 전지에서 분석물의 반응성을 이용하여 농도를 결정한다. 인가된 전위가 시간에 따라 변화하고 그에 따른 전류 변화를 측정하므로 동적 전기화학 방법으로 간주된다. 대부분의 실험은 분석물과 접촉하는 전극의 퍼텐셜(볼트)을 제어하면서 결과로 나타나는 전류(암페어)를 측정한다.
전압전류법 이론
화학 전지는 전압전류법 실험에서 분석물의 산화·환원 반응을 유도하는 데 사용된다. 다른 화학 전지와 마찬가지로, 하나는 환원을 촉진하고 다른 하나는 산화를 촉진하는 두 개의 반쪽 전지가 필요하다. 전지는 분석물 용액, 이온 전해질, 그리고 두세 개의 전극으로 구성되며, 산화 및 환원 반응은 전극/전해질 계면에서 발생한다. 종이 산화될 때(전자를 잃을 때), 생성된 전자는 외부 전기 회로를 통과하여 전류를 생성하며, 환원의 전자원 역할을 한다. 생성된 전류는 패러데이 전류이며, 패러데이의 전기분해 법칙을 따른다. 패러데이의 법칙은 전극 과정 동안 생성되거나 소모되는 물질의 몰수 m이 전극을 통과하는 전하량에 비례한다고 명시하므로, 패러데이 전류는 분석물 농도를 결정할 수 있게 한다. 분석물이 환원되는지 산화되는지는 분석물과 인가되는 전위에 따라 달라지지만, 반응은 항상 작업/지시 전극에서 발생한다. 따라서 작업 전극 전위는 분석물 농도의 함수로 변한다. 두 번째 보조 전극은 회로를 완성하며, 상대 전극이라고 불린다. 세 번째 기준 전극은 다른 두 전극 전위를 비교할 수 있는 일정하고 기준이 되는 전위 값을 제공한다. 크기가 작은 미세 전극의 경우, 상대 전극과 기준 전극을 결합할 수 있는데, 결합된 전극을 통해 흐르는 전류가 너무 작아서 기준 전극의 전위에 영향을 주지 않기 때문이다.
전압전류법 이론
전압전류법 실험은 분석물의 반쪽 전지 반응성을 조사한다. 전압전류법은 인가된 전위의 함수로서 전류를 연구하는 것이다.
이러한 I = f(E) 곡선을 전압전류도라고 한다.
전위는 단계적으로 또는 연속적으로 임의로 변화되며, 그 결과로 발생하는 전류 값은 종속 변수로 측정된다.
반대, 즉 전류법도 가능하지만 일반적이지는 않다.
곡선의 모양은 전위 변화 속도(구동력의 특성)와 용액이 교반되는지 정지 상태인지(질량 이동)에 따라 달라진다.
대부분의 실험은 분석물과 접촉하는 전극의 퍼텐셜(볼트)을 제어하면서 결과로 나타나는 전류(암페어)를 측정한다.
전압전류법 이론
이러한 실험을 수행하려면 최소 두 개의 전극이 필요하다. 작업 전극은 분석물과 접촉하여 원하는 전위를 제어된 방식으로 인가하고 분석물과의 전하 이동을 촉진해야 한다. 두 번째 전극은 전지의 다른 반쪽 역할을 한다. 이 두 번째 전극은 작업 전극의 전위를 측정하기 위한 알려진 전위를 가져야 하며, 또한 작업 전극에 의해 추가되거나 제거된 전하를 균형 있게 맞춰야 한다. 이것이 실행 가능한 설정이기는 하지만, 여러 가지 단점이 있다. 가장 중요한 것은 작업 전극에서 산화·환원 반응에 대응하여 전류를 통과시키는 동안 전극이 일정한 전위를 유지하기가 매우 어렵다는 점이다.
전압전류법 이론
이 문제를 해결하기 위해 전자 공급과 기준 전위 제공의 역할은 두 개의 분리된 전극으로 나뉜다. 기준 전극은 알려진 산화·환원 전위를 가진 반쪽 전지이다. 그 역할은 오직 작업 전극의 전위를 측정하고 제어하기 위한 기준으로 작용하는 것이며, 전류를 통과시키지 않는다. 보조 전극은 작업 전극에서 관찰된 전류의 균형을 맞추는 데 필요한 전류를 통과시킨다. 이 전류를 달성하기 위해 보조 전극은 종종 용매 창의 가장자리에서 극단적인 전위로 요동치며, 이때 용매나 지지전해질을 산화 또는 환원시킨다. 이러한 전극, 즉 작업 전극, 기준 전극, 보조 전극은 현대적인 3-전극 시스템을 구성한다.
더 많은 전극을 사용하는 시스템도 많지만, 그 설계 원리는 3-전극 시스템과 유사하다. 예를 들어, 회전 링-디스크 전극은 두 개의 뚜렷하고 분리된 작업 전극, 즉 디스크와 링을 가지고 있으며, 이들은 서로 독립적으로 전위를 스캔하거나 유지하는 데 사용될 수 있다. 이 두 전극은 전체적으로 4-전극 설계를 위해 단일 기준 및 보조 조합에 의해 균형이 맞춰진다. 더 복잡한 실험은 필요에 따라 작업 전극, 기준 전극 또는 보조 전극을 추가할 수 있다.
전압전류법 이론
실제로는 알려진 치수와 표면 특성을 가진 작업 전극을 갖는 것이 중요할 수 있다. 결과적으로, 작업 전극을 정기적으로 청소하고 연마하는 것이 일반적이다. 보조 전극은 분석물 용액의 대부분과 반응하지 않고 잘 전도하는 한 거의 모든 것이 될 수 있다. 일반적인 전압전류법인 폴라로그래피는 수은을 DME 및 HMDE와 같은 작업 전극으로, 그리고 보조 전극으로 사용한다. 기준 전극은 세 전극 중 가장 복잡하다. 다양한 표준이 사용된다. 비수성 작업의 경우, IUPAC은 페로센/페로센염 쌍을 내부 표준으로 사용할 것을 권장한다. 대부분의 전압전류법 실험에서, 용액 저항을 최소화하기 위해 대량 전해질(지지전해질이라고도 함)이 사용된다. 대량 전해질 없이 실험을 수행할 수도 있지만, 추가된 저항은 결과의 정확도를 크게 감소시킨다. 상온 이온성 액체의 경우, 용매가 전해질 역할을 할 수 있다. 지지 전해질은 또한 이동 통제 효과를 최소화하고 반응이 확산 지배 반응인지 확인한다.
전압전류법 이론
전압전류도(선형 스위프 전압전류법 참조)는 인가된 전위의 함수로서 화학 전지의 전류를 측정하는 그래프이다. 이 그래프는 분석물의 농도와 표준 전위를 결정하는 데 사용된다. 농도를 결정하기 위해, 제한 전류 또는 피크 전류와 같은 값들을 그래프에서 읽어 다양한 수학적 모델에 적용한다. 농도를 결정한 후, 네른스트 식을 사용하여 인가된 표준 전위를 식별할 수 있다.
전압전류도에는 세 가지 주요 모양이 있다. 첫 번째 모양은 확산층에 따라 달라진다. 분석물이 지속적으로 교반되면 확산층은 일정한 폭을 가지며 일정한 전류에 도달하는 전압전류도를 생성한다. 그래프는 배경 잔류 전류에서 제한 전류(il)에 도달하기까지 전류가 증가하는 모양을 취한다. 혼합물이 교반되지 않으면 확산층의 폭이 결국 증가한다. 이는 최대 피크 전류(ip)로 관찰될 수 있으며, 그래프의 가장 높은 지점으로 식별된다. 전압전류도의 세 번째 일반적인 모양은 인가된 전류 대신 전류 변화에 대해 샘플을 측정한다. 최대 전류는 여전히 관찰되지만, 최대 전류 변화(ip)를 나타낸다.
분석물 농도를 결정하기 위해, 인가된 전위와 시간에 따라 측정된 전류를 연결하는 수학적 모델이 필요하다. 네른스트 식은 화학 전지 전위를 환원된 종과 산화된 종의 농도 비율에 대한 로그 관계로 나타낸다. 네른스트 식은 다음과 같다.
여기서:
이 방정식은 인가된 전위의 변화가 농도 비율을 어떻게 변화시킬지를 설명한다. 그러나 네른스트 식은 시간 성분 없이 모델링되어 전압전류법 실험에서 인가 전위가 시간의 함수로 변한다는 점에서 한계가 있다. 주로 버틀러-볼머 방정식, 타펠 방정식, 그리고 피크의 법칙과 같은 다른 수학적 모델들이 시간 의존성을 다룬다.
버틀러-볼머 방정식은 농도, 전위, 그리고 전류를 시간의 함수로 나타낸다. 이는 전극과 전해질 전압 차이 사이의 비선형 관계와 전기 전류를 설명한다. 이는 정방향 및 역방향 산화·환원 반응이 전위에 어떻게 영향을 미치고 전지의 반응성에 영향을 미치는지 예측하는 데 도움이 된다. 이 함수는 반응 속도를 설명하는 속도 상수를 포함한다. 버틀러-볼머 방정식의 간략한 형태는 다음과 같다.
여기서:
높은 과전위에서 버틀러-볼머 방정식은 타펠 방정식으로 단순화된다. 타펠 방정식은 전기화학 전류를 과전위에 지수적으로 연관시키며, 반응 속도를 계산하는 데 사용된다. 과전위는 각 전극에서 개별적으로 계산되며, 전압전류도 데이터와 연관되어 반응 속도를 결정한다. 단일 전극에 대한 타펠 방정식은 다음과 같다.
여기서:
산화·환원 종이 전극에서 산화되고 환원됨에 따라 전극/전해질 계면에 물질이 축적된다. 물질 축적은 계면과 벌크 용액 사이에 농도 기울기를 생성한다. 피크의 확산 법칙은 산화된 종과 환원된 종의 확산을 산화·환원 과정을 설명하는 데 사용되는 패러데이 전류와 관련시키는 데 사용된다. 피크의 법칙은 가장 일반적으로 몰 단위로 작성되며, 다음과 같다.
여기서:
전압전류법 역사
전압전류법의 시작은 1922년 노벨상 수상자인 체코의 화학자 야로슬라프 헤이로프스키에 의한 폴라로그래피의 발견에 의해 촉진되었다. 초기 전압전류법은 많은 문제를 가지고 있어 분석화학에서 일상적인 사용의 실용성을 제한했다. 폴라로그래피에서 이러한 문제에는 수은이 +0.2볼트보다 양의 전위에서 산화되어, 양의 전위 영역에서 분석물의 결과를 분석하기 어렵다는 사실이 포함되었다. 또 다른 문제로는 전극 표면의 큰 전기 용량 충전에서 얻어지는 잔류 전류가 포함되었다. 헤이로프스키가 1922년에 적하 수은 전극을 통해 흐르는 전류가 인가된 전위에 의존한다는 것을 처음 기록했을 때, 그는 점대점 측정을 통해 전류-전압 곡선을 그렸다. 이것이 최초의 폴라로그램으로 여겨졌다. 이 과정을 용이하게 하기 위해 그는 시카타(M. Shikata)와 함께 오늘날 폴라로그래프라고 알려진 장치를 제작하여 몇 시간 만에 동일한 곡선을 사진으로 기록할 수 있게 했다. 그는 전위와 그 제어의 중요성을 인정하고 제한 전류 측정의 기회도 인식했다. 그는 또한 적하 수은 전극을 현대적인 도구로 도입하는 데 중요한 역할을 했다.
전압전류법 역사
1942년, 영국의 전기화학자 아치 히클링(레스터 대학교)은 최초의 3-전극 정전위기를 구축했으며, 이는 전기화학 분야의 발전이었다. 그는 이 정전위기를 사용하여 전극의 전압을 제어했다. 한편, 1940년대 후반 미국의 생물리학자 케네스 스튜어트 콜은 전압 클램프라고 불리는 전자 회로를 발명했다. 전압 클램프는 신경의 이온 전도를 분석하는 데 사용되었다.
1960년대와 1970년대에는 이론, 장비, 그리고 컴퓨터 지원 및 제어 시스템의 도입에서 많은 발전이 있었다. 수은 전극에 대한 현대적인 폴라로그래피 및 전압전류법은 세 가지 부분으로 나타났다.
첫 번째 부분은 수은 전극의 개발을 포함한다. 다음 전극들이 생산되었다: 적하 수은 전극, 수은 증기 전극, 매달린 수은 방울 전극, 정적 수은 방울 전극, 수은 필름 전극, 수은 아말감 전극, 수은 미세 전극, 화학적으로 변형된 수은 전극, 제어 성장 수은 전극, 그리고 수축 가능한 수은 방울 전극.
전압전류법 역사
사용되는 측정 기술도 발전했다. 이러한 측정 기술에는 고전적인 직류 폴라로그래피, 오실로폴라로그래피, 칼로우섹 스위처, 교류 폴라로그래피, 태스트 폴라로그래피, 정상 펄스 폴라로그래피, 시차 펄스 폴라로그래피, 사각파 전압전류법, 순환 전압전류법, 양이온 벗김 전압전류법, 컨볼루션 기술, 제거 방법 등이 포함된다.
마지막으로, 수은 전극의 감도를 증가시킨 전농축 기술의 발전도 있었다. 이는 양이온 벗김 전압전류법, 음이온 벗김 전압전류법, 그리고 흡착 벗김 전압전류법의 개발을 통해 이루어졌다.
이러한 발전은 감도를 향상시키고 새로운 분석 방법을 창출했으며, 이는 산업계가 일상적인 분석 작업에 효과적으로 사용할 수 있는 더 저렴한 정전위기, 전극, 그리고 전지의 생산으로 이어졌다.
전압전류법 응용
많은 전압전류법 시스템이 산업 및 연구 분야에서 관심 있는 종을 측정하기 위해 상업적으로 생산된다. 이러한 장치는 때때로 전극이라고 불리지만, 실제로는 완전한 전압전류 전지이며, 센서라고 부르는 것이 더 적절하다. 이러한 센서는 다양한 매트릭스에서 유기 및 무기 분석물을 분석하는 데 사용될 수 있다.
해수, 혈액, 하수, 화학 공장의 폐수, 토양 등 다양한 수성 환경에서 용존 산소를 측정하는 것은 산업, 생체의학 및 환경 연구, 임상 의학에 엄청나게 중요하다. 이러한 측정을 위한 가장 일반적이고 편리한 방법 중 하나는 1956년 L.C. 클라크 주니어가 특허를 낸 클라크 산소 센서를 사용하는 것이다.
작업 전극
전기화학에서 작업 전극(영어: Working electrode)은 관심 있는 화학 반응이 일어나는 전기화학 시스템 내의 전극이다. 작업 전극은 종종 보조 전극 및 기준 전극과 함께 삼전극 시스템에서 사용된다. 전극에서 일어나는 반응이 환원인지 산화인지에 따라 작업 전극은 각각 캐소드 또는 애노드로 불린다. 일반적인 작업 전극은 금 또는 백금과 같은 귀금속부터 유리 탄소, 붕소가 도핑된 다이아몬드 또는 열분해 탄소와 같은 불활성 탄소, 그리고 수은 방울 및 필름 전극에 이르는 재료로 구성될 수 있다. 화학적으로 개질된 전극은 유기 및 무기 샘플 모두의 분석에 사용된다.
선형 주사 전위법
분석화학에서 선형 주사 전위법(영어: Linear sweep voltammetry)은 작업 전극에서 전류를 측정하는 전압전류법의 한 방법으로, 작업 전극과 기준 전극 사이의 전위를 시간에 따라 선형적으로 주사한다. 물질의 산화·환원 반응은 해당 물질이 산화되거나 환원되기 시작하는 전위에서 전류 신호의 피크 또는 트로프(trough)로 기록된다.
선형 주사 전위법 실험 방법
선형 주사 전위법의 실험 설정은 전위차계와 삼전극 설정을 활용하여 용액에 전위를 가하고 전류의 변화를 모니터링한다. 삼전극 설정은 작업 전극, 보조 전극, 그리고 기준 전극으로 구성된다. 전위차계는 삼전극 설정을 통해 전위를 가한다. 작업 전극을 통해 전위 E가 가해진다. 전위 대 시간 그래프의 기울기는 스캔 속도라고 불리며 mV/s에서 1,000,000V/s까지 다양하다.
선형 주사 전위법 실험 방법
작업 전극은 산화·환원 반응이 일어나는 전극 중 하나로, 이 전극에서 일어나는 과정들이 모니터링된다. 보조 전극(또는 상대 전극)은 작업 전극에서 일어나는 과정과 반대되는 과정이 일어나는 전극이다. 이 전극에서 일어나는 과정은 모니터링되지 않는다. 아래 방정식은 작업 전극 표면에서 일어나는 환원의 예를 보여준다. Es는 A의 환원 전위이다 (만약 전해질과 전극이 표준 조건에 있다면, 이 전위는 표준 환원 전위이다). E가 Es에 접근함에 따라 표면의 전류가 증가하며, E = Es일 때 A의 농도는 표면에서 산화/환원된 A의 농도와 같아진다 ([A] = [A−]). 작업 전극 표면의 분자들이 산화/환원됨에 따라 표면에서 멀어지고 새로운 분자들이 작업 전극 표면과 접촉한다. 전자의 전극 안팎으로의 흐름이 전류를 발생시킨다. 전류는 전극-전해질 계면을 통해 전자전달되는 속도의 직접적인 측정값이다. 이 속도가 전해질의 벌크에서 전극 표면으로 산화 또는 환원되는 물질이 확산되는 속도보다 높아지면, 전류는 평탄화되거나 피크를 나타낸다.
작업 전극 표면에서 분자 A의 환원.
보조 전극과 기준 전극은 함께 작동하여 작업 전극에 의해 추가되거나 제거된 전하의 균형을 맞춘다. 보조 전극은 작업 전극의 균형을 맞추지만, 얼마나 많은 전위를 추가하거나 제거해야 하는지 알기 위해 기준 전극에 의존한다. 기준 전극은 알려진 산화·환원 전위를 갖는다. 보조 전극은 기준 전극을 특정 환원 전위에 유지하려고 하며, 이를 위해 작업 전극의 균형을 맞춰야 한다.
선형 주사 전위법 특성 파악
선형 주사 전위법은 미지의 물질을 식별하고 용액의 농도를 결정하는 데 사용될 수 있다. E1/2는 미지의 물질을 식별하는 데 사용될 수 있으며, 한계 전류의 높이는 농도를 결정할 수 있다. 전류 변화 대 전압의 민감도는 스캔 속도를 증가시킴으로써 높일 수 있다. 초당 더 높은 전위는 작업 전극 표면에서 더 많은 물질의 산화/환원을 초래한다.
선형 주사 전위법 변형
가역 반응의 경우 순환 전압전류법을 사용하여 정반응 및 역반응에 대한 정보를 찾을 수 있다. 선형 주사 전위법과 마찬가지로 순환 전압전류법은 시간에 따라 선형 전위를 가하며, 특정 전위에서 전위차계는 가해진 전위를 역전시켜 시작점으로 되돌아간다. 순환 전압전류법은 산화 및 환원 반응에 대한 정보를 제공한다.
선형 주사 전위법 응용
순환 전압전류법이 선형 주사 전위법이 사용되는 대부분의 경우에 적용 가능하지만, 선형 주사 전위법이 더 유용한 경우도 있다. 반응이 비가역적인 경우 순환 전압전류법은 선형 주사 전위법이 제공하는 추가 데이터를 제공하지 않는다. 한 예로, 선형 전압전류법이 생체 음극을 통한 직접 메탄 생산을 조사하는 데 사용되었다. 이산화탄소로부터의 메탄 생산은 비가역 반응이기 때문에 순환 전압전류법은 선형 주사 전위법에 비해 어떠한 뚜렷한 이점도 제공하지 않았다. 이 그룹은 생체 음극이 일반 탄소 음극보다 더 높은 전류 밀도를 생산했으며, 수소 가스 없이도 직접 전류로부터 메탄이 생산될 수 있음을 발견했다.
볜칭화
볜칭화(중국어 정체자: 卞慶華, 병음: Biàn Qìnghúa, 한자음: 변경화, Andy Bian, 1991년 6월 19일 ~ )는 대만의 배우, 가수이자 진행자이다.
랜드레스-세브식 방정식
전기화학에서 랜드레스-세브식 방정식(영어: Randles–Sevcik equation)은 순환 전압전류법 실험에서 피크 전류 (ip)에 대한 주사 속도의 영향을 설명한다. 반응이 전기화학적으로 가역적이고, 생성물과 반응물이 모두 용해되는 간단한 산화·환원 반응 (예: 페로센/페로세늄 쌍)의 경우, ip는 전기활성 종의 농도 및 확산 특성뿐만 아니라 주사 속도에도 의존한다.
또는 용액이 25°C일 경우:
전기화학 초보자에게 이 방정식의 예측은 직관에 반하는 것처럼 보인다. 즉, ip가 빠른 전압 주사 속도에서 증가한다는 것이다. 전류 i는 단위 시간당 전하(또는 통과한 전자)라는 점을 기억하는 것이 중요하다. 순환 전압전류법에서 전극을 통과하는 전류는 전극 표면으로 종이 확산되는 것에 의해 제한된다. 이 확산 유량은 전극 근처의 농도 기울기에 영향을 받는다. 농도 기울기는 전극에서의 종의 농도와 종이 용액을 통해 얼마나 빨리 확산될 수 있는지에 의해 영향을 받는다. 전지 전압을 변경함으로써 네른스트 식에 따라 전극 표면의 종 농도도 변경된다. 따라서 더 빠른 전압 스위프는 전극 근처에서 더 큰 농도 기울기를 유발하여 더 높은 전류를 발생시킨다.
랜드레스-세브식 방정식 유도
이 방정식은 다음 지배 방정식과 초기/경계 조건을 사용하여 유도된다.
랜드레스-세브식 방정식 사용
이 방정식에 의해 정의된 관계를 사용하여 전기활성 종의 확산 계수를 결정할 수 있다. ip 대 ν1/2의 선형 플롯과 ν에 의존하지 않는 피크 전위(Ep)는 전기화학적으로 가역적인 산화·환원 과정을 증명한다. 확산 계수가 알려져 있거나(또는 추정될 수 있는) 종의 경우, ip 대 ν1/2 플롯의 기울기는 산화·환원 과정의 화학량론, 분석물의 농도, 전극의 면적 등에 대한 정보를 제공한다.
더 일반적인 조사 방법은 로그 스케일 x축에서 주사 속도의 함수로 피크 전류를 플롯하는 것이다. 편차는 쉽게 감지할 수 있으며 더 일반적인 맞춤 공식
를 사용할 수 있다.
랜드레스-세브식 방정식 사용
이 방정식에서 는 평형 전위 에서 제로 주사 속도에서의 전류이다. 전기화학 실험실 실험에서 는 작을 수 있지만, 요즘에는 현대 장비로 쉽게 모니터링할 수 있다. 예를 들어 부식 과정은 사라지지 않지만 여전히 감지 가능한 를 유발할 수 있다. 이고 x가 0.5에 가까울 때 랜드레스-세브식에 따른 반응 메커니즘을 할당할 수 있다.
이러한 종류의 반응 메커니즘의 예는 흑연 전극에서 고농도 (1M) 배경 용액 에서 분석물 (각 종 5mM 농도)로  종의 산화·환원 반응이다.
모든 맞춤 매개변수를 포함한 더 자세한 플롯은 여기에서 볼 수 있다.
오쿠노다촌
오쿠노다촌(奥野田村)은 야마나시현 히가시야마나시군에 있던 촌이다. 현재의 고슈시 남서부, 주오본선 가쓰누마부도쿄역- 엔잔역사이에 동서로 길게 뻗은 지역에 해당한다
오쿠노다촌 교통
현재는 구촌에 일본국유철도 주오본선이 지나가지만, 역은 소재하지 않았다.
다만 개통 당시 우미노미야 게이지로가 특별히 역을 만들어 연회를 열었다고 전해진다.
베르진스-델라헤이 방정식
전기화학에서 베르진스-델라헤이 방정식(영어: Berzins-Delahay equation)은 랜드레스-세브식 방정식과 유사하지만, 반응이 전기화학적으로 가역적이고, 반응물이 용해되며, 생성물이 열역학적 활동도 1로 전극에 증착될 때 선형 전위 스캔의 피크 높이()를 예측한다.
이 방정식은 핵 생성이라는 복잡한 현상을 고려할 때 매우 단순한 가정하에 도출되었음에도 불구하고, 베르진스-델라헤이 방정식은 종종 를 잘 예측한다. 이는 핵 생성 과정이 이 시점에서 해결되어 도출의 근본적인 가정이 물리적 현상과 잘 일치하기 때문일 가능성이 높다. 이러한 잘못된 가정에 대한 수정 사항은 이용 가능하다.
베르진스-델라헤이 방정식 유도
이 방정식은 다음 지배 방정식과 초기/경계 조건을 사용하여 유도된다.
베르진스-델라헤이 방정식 용도
베르진스-델라헤이 방정식은 주로 가역적인 증착 전기화학 반응에 참여하는 분석 물질의 농도 또는 확산 계수를 측정하는 데 사용된다. 이 방정식의 적용을 검증하기 위해 일반적으로 와  사이의 선형 관계와 에 독립적인 피크 전위()를 확인한다. 가라앉는 꼬리가 있는 급격한 환원(음전류)과 빠르게 전류가 0으로 감소하는 큰 산화 피크를 가진 증착 볼타모그램의 특징적인 모양도 반응에 용해성 반응물과 증착된 생성물이 있음을 확인하는 데 필요하다.
에란
에란은 인도 마디아프라데시주의 사가르구에 위치한 고대 도시이자 고고학 유적지이다. 이곳에서 발굴된 다양한 동전들이 증명하듯이, 이곳은 인도 왕조들의 고대 조폐국 중 하나였다. 이 유적지에는 5세기와 6세기 굽타 시대의 사원과 기념물들이 있으며, 특히 조각상 몸에 현자와 학자들이 묘사된 거대한 돌멧돼지가 있다. 에란에서 발견된 비문들은 굽타 제국 역사의 연대기를 재구성하는 데 중요하다. 에란 또는 에라키나는 굽타 제국의 행정 구역이었던 에라키나('아이리키나') 프라데샤 또는 아이르키나 비샤야의 주도였다.
에란 어원
에란(산스크리트어: ऐरण), 에라카이나, 에라칸야 또는 에라키나(비문에 언급됨)의 고대 이름; 아이리키나(산스크리트어: ऐरिकिण, 사무드라굽타 비문에 언급됨) 또는 에리키나(토라마나 비문에 언급됨)는 에라카에서 유래했다. 에라카라는 단어는 아마도 에란에서 풍부하게 자라는 코끼리 부들(학명 Typha elephantina)이라고 흔히 불리는 키 큰 풀을 의미할 것이다.
에란 위치
에란은 마디아프라데시주의 비나강 남쪽 강둑에 위치한다. 고대 비디샤-산치-우다야기리 유적지에서 북북동쪽으로 약 100 킬로미터 (62 mi), 사가르에서 서북서쪽으로 약 80 킬로미터 (50 mi), 보팔에서 북동쪽으로 약 160 킬로미터 (99 mi) 떨어져 있다. 유적지에서 강은 거꾸로 된 "U"자 모양으로 구부러져 세 면이 물로 둘러싸여 있으며, 커닝엄은 이 때문에 "힌두 도시들이 매우 선호하는 위치"라고 언급했다. 지형은 숲이 우거지고 언덕이 많으며, 높은 지대가 에란 마을의 남쪽을 가려준다.
에란 역사
에란은 고대 도시로, 불교 및 힌두교 문헌, 고대 동전, 산치와 같은 인근 및 먼 유적지의 비문에서 에라카이나 또는 에라칸야로 언급된다. 현재는 많은 흙무더기들에 둘러싸인 작은 마을이며, 이는 과거의 고고학적 유적일 가능성이 높다. 에란 근처의 고고학 유적지에서는 여러 굽타 제국 시대의 비문이 발견되었다. 에란 마을에는 고고학 유물 컬렉션을 소장한 박물관이 있다. 사티(과부의 분신)의 첫 번째 비문 증거는 에란의 바누굽타 비문(510년)에서 발견되었다.
에란 고고학
에란 유적지에서 다음과 같은 문화 시퀀스가 발굴 및 탄소 연대 측정되었다.
제1기: 금석병용 시대(기원전 1800년-기원전 700년)
제2기: 초기 역사 시대(기원전 700년-기원전 2세기)
제2B기: 기원전 2세기 - 기원후 1세기
제3기: 1세기 - 기원후 600년
제4기: 중세 후기(16세기 - 18세기)
에란 묘사
이 단지는 원래 바수데바와 상카르샤나에게 봉헌된 쌍둥이 사원으로 구성되어 있었고, 13미터 높이의 가루다 기둥으로 보호되었다.
에란 마을 서쪽에는 고대 힌두교 사원들이 모여 있다. 이 사원들은 동쪽이나 다른 주요 방위와 정렬되어 있지 않고, 76도, 즉 동쪽에서 북쪽으로 약 14도 비틀어져 있다. 이는 이 사원들이 굽타 시대에 건설되었음을 시사한다. 커닝엄에 따르면, 모든 사원과 다른 굽타 시대 힌두교 사원 유적지에서 이러한 의도적인 방향 변경은 한 삭샤트라(하루 동안의 달 움직임) 또는 360도의 27분의 1에 맞추기 위한 것일 수 있다.
모든 사원은 직사각형 또는 정사각형 평면을 가지고 있으며 일렬로 늘어서 있다.
에란 묘사
기둥: 사원들 줄의 정확히 75 피트 (23 m) 앞에 있다. 43 피트 (13 m) 높이의 거석 기둥은 13 피트 (4.0 m) 폭의 정사각형 받침대 위에 서 있다. 기둥의 아래 20 피트 (6.1 m)는 정사각형 단면(2.85피트 폭)이고, 다음 8 피트 (2.4 m)는 팔각형이다. 그 위에는 3.5 피트 (1.1 m) 높이와 3 피트 (0.91 m) 지름의 갈대 모양 종형 주두가 있다. 주두 위에는 1.5 피트 (0.46 m) 높이의 주판, 그 다음 3 피트 (0.91 m)의 정육면체, 그리고 마지막으로 손에 뱀을 들고 머리 뒤에 차크라 바퀴가 있는 5 피트 (1.5 m) 높이의 이중 가루다 조각상이 있다. 비슈누의 바하나인 가루다는 두 사람이 융합되어 등을 공유하며 각각 180도 공간을 바라보고 있는 모습으로 묘사되어 있다. 한 사람은 사원 쪽을, 다른 한 사람은 마을 쪽을 바라본다. 받침대 근처, 사원 쪽을 향하는 면에는 산스크리트어 비문이 있다. 이 비문에는 165년과 힌두 달력의 아샤다월이 언급되어 있으며, 비슈누-자나르다나에게 봉헌되었다. 굽타 연도 165는 기둥이 기원후 484/485년에 봉헌되었음을 의미한다. 이 기둥은 때때로 부다굽타 기둥 또는 비마 기둥으로 불린다.
에란 묘사
가장 특이하고 주목할 만한 사원은 비슈누의 바라하 아바타라에 봉헌된 것이다. 일반적으로 바라하는 힌두교 사원에서 인간-멧돼지 아바타라로 표현된다. 에란에서는 바라하 전설의 거대한 동물 형태의 표현인데, 캐서린 베커는 이를 "도상학적 혁신"이라고 부른다.
멧돼지는 돌로 만들어졌지만, 표면의 복잡한 조각, 오른쪽 엄니에 매달린 여신, 비문 및 기타 세부 사항들이 이 조각상을 상징적인 서사로 만든다. 에란 유적지는 폐허가 되었지만, 이 유적지가 훨씬 더 복잡하고 발달된 형태였다는 것을 시사하는 충분한 잔해가 남아 있다. 현재 멧돼지는 야외에 서 있지만, 그 주변의 기초와 그루터기는 그 주위에 벽과 만다파가 있어 완전한 사원을 이루었음을 확인시켜 준다. 학자들은 사원의 형태가 어떠했을지에 대해 논쟁하고 있다. 체계적인 보고서를 처음 작성한 커닝엄은 직사각형 신전을 제안했다. 이후 캐서린 베커와 같은 학자들은 그것이 아마도 더 컸을 것이며, 카주라호의 바라하 신전과 더 유사했을 것이라고 제안한다.
거대한 바라하
에란 묘사
에란의 거대한 바라하는 비슈누 아바타라인 바라하의 가장 초기에 알려진 완전한 동물 형태의 도상이다. 묘사된 장면은 바라하가 억압적인 악마 히란야크샤를 성공적으로 죽이고, 여신 대지(프리트비, 부데비)를 찾아 구해내어 안전하게 돌아온 모습이다. 에란 바라하 조각상은 여러 가지 이유로 중요하다.
사원은 디야나비슈누 왕에 의해 건설되었다. 커닝엄과 다른 사람들은 이 사원이 자연적 침식보다는 어느 시점에 파괴되었음을 시사하는 파손된 기둥들과 함께 폐허가 된 상태로 발견했다. 멧돼지는 서 있었다. 길이는 13.83 피트 (4.22 m), 높이는 11.17 피트 (3.40 m), 폭은 5.125 피트 (1.562 m)이다. 그것은 성소 안에 있었다. 커닝엄은 그가 본 기둥들의 유적 때문에 그 앞에 만다파도 있었다고 말한다. 그는 "힌두 장식 예술의 놀랍도록 훌륭한 표본"이었던 조각된 10피트 높이의 기둥 두 개를 발견했다.
에란 묘사
현재 바라하 플랫폼에서 약 33 피트 (10 m) 앞에 또 다른 돌이 있는데, 6피트 x 3.5피트 크기이다. 사원 배열과 일치하며 땅에 박혀 있다. 그 위에는 해독되지 않은 큰 조개 문양 비문이 있다. 이것은 아마도 원래 사원의 입구를 형성했던 돌일 것이다. 이 입구 돌에서 약 15 피트 (4.6 m) 앞에는 토라나(힌두교 아치형 문)의 파괴된 잔해가 있다. 문 기둥은 부러졌지만, 그 중 하나는 살아남아 장식되어 있다(도면에서 "G"). 커닝엄은 부러진 기둥 부분을 찾았지만, 몇 개의 부러진 조각상만 발견했고 대부분의 토라나 기둥은 사라졌다.
바라하 사원 유적 옆에는 두 개의 테라스가 있는데, 하나는 남쪽에 있는 13 피트 (4.0 m) 폭의 정사각형이고, 다른 하나는 13.5 피트 (4.1 m) x 9.25 피트 (2.82 m)이다. 이들 또한 사원이었을 가능성이 높지만, 현재는 소실되었다.
에란 묘사
비슈누 사원은 바라하 사원 북쪽에 있다. 이곳에는 13.17 피트 (4.01 m) 높이의 손상된 거대한 비슈누 조각상이 있다. 이 사원도 대부분 폐허가 되었지만, 성소, 만다파, 그리고 힌두교 사원의 모든 요소가 있었던 흔적이 보인다. 바라하 사원과 마찬가지로 비슈누 사원에도 복잡하게 조각된 기둥들이 있었지만, 디자인은 달랐다. 성소 앞 문설주 일부는 살아남았는데, 이곳에는 전통적인 강 여신인 강가와 야무나가 성소 입구를 에워싸고 있는 모습이 보인다. 하지만 이들은 후기 굽타 시대 사원들처럼 바닥에 더 가깝게 위치해 있다. 커닝엄은 이 사원이 아마도 5세기 또는 6세기에, 인접한 초기 굽타 시대 바라하 사원보다 2~3세기 후에 지어졌을 것으로 추정했다. 커닝엄은 입구의 잔해가 "호화롭게 장식되어" 있으며, 남아있는 부조들은 일상생활과 통과의례 장면을 보여준다고 썼다. 사원 근처에는 대문과 다른 기념물들의 유적이 있는데, 그 중 하나는 바마나 사원이었을 가능성이 높다. 커닝엄에 따르면, 작은 사당 기념물 중 하나에는 그가 에란 마을에서 발견한 인간-멧돼지 조각상이 있었다.
에란 묘사
나라심하 사원은 이 그룹에서 가장 북쪽에 위치한 실질적인 유적이지만, 커닝엄의 발굴에 따르면 추가적인 사원들이 있었다. 나라심하 사원은 12.5피트 x 8.75피트 크기의 단일 방이었고, 앞에 네 기둥으로 된 만다파가 있었다. 이 기둥들은 현재 사라졌지만, 주춧돌의 잔해는 한때 기둥들이 있었다는 것을 확인시켜 준다. 유적지에서 발견된 부러진 기둥들과 남아있는 주춧돌의 형태가 일치하는 것을 보면, 기둥들이 복잡하게 조각되어 있었음을 알 수 있다. 성소에는 비슈누의 인간-사자 아바타라인 7 피트 (2.1 m) 높이의 나라심하 조각상이 있었다.
기원후 약 750년경의 하누만 옛 사원.
에란 묘사
에란은 비디샤, 우자인, 트리푸리와 함께 인도 왕국들의 고대 주화 주조소 중 하나였을 것이다. 기원전 1천년기 마지막 수세기부터 7세기까지 다양한 양식, 모양, 비문을 가진 수많은 고대 동전들이 이곳에서 발견되었다. 이곳에서 발견된 3,000개 이상의 동전은 기원전 300년에서 기원후 100년 사이의 것으로 추정된다. 정사각형 동전은 에란의 특산품이었으며, 발굴된 유물 중에서 지배적이다. 브라운에 따르면, 고대 에라키나 또는 에란 주조소는 "펀치 마크 동전"보다 훨씬 더 완벽한 동전 제작 기술인 "다이-메소드"를 혁신하여 차별화되었다. 19세기 후반의 고고학자 커닝엄은 "에란의 구리 동전은 그가 인도 전역에서 발견한 것 중 가장 훌륭한 표본"이며, "옛 인도 화폐 중 가장 크고 가장 작은 표본을 제시하는 점에서도 주목할 만하다"고 말했다. 가장 큰 동전은 직경 약 1.1 인치 (28 mm), 가장 작은 동전은 직경 약 0.2 인치 (5.1 mm)이다. 커닝엄은 발견된 동전을 네 가지로 분류했다.
에란 묘사
동전의 일반적인 모티프는 물을 뿌리는 듯이 두 마리의 코끼리가 옆에 있는 여신 락슈미, 말, 코끼리, 황소, 나무(아마도 보리수), 꽃(특히 연꽃), 스와스티카, 강, 다르마차크라와 트라이라트나 같은 불교 상징, 삼각형을 포함한다. 거의 모든 동전에는 커닝엄이 언급한, 네 부분에 원이 있는 십자가로 구성된 특이한 상징이 나타난다.
에란 묘사
에란에서 발견된 동전 중에는 브라흐미 문자로 담마팔라(Dharmapala)라는 이름이 새겨진 것이 있다. 이 구리 동전은 현재 런던의 영국 박물관에 전시되어 있다. 커닝엄은 1891년에 이것이 인도에서 가장 초기에 새겨진 동전 중 하나라고 언급했다. 고문서학적 근거로 이 동전은 기원전 3세기 후반으로 추정된다. 같은 시기로 추정되는 다른 통치자 "인드라굽타(Indragupta)"의 이름이 새겨진 원형 납 조각도 에란에서 발견되었다. 브라흐미 문자로 '에라칸야(Erakannya)' 또는 '에라카나(Erakana)'라는 이름이 새겨진 여러 구리 동전도 에란에서 발견되었다. 커닝엄은 강 상징이 마을이 위치한 비나강을 나타낸다고 제안했다. 그는 또한 동전의 반원이 옛 에란 마을을 나타내며, 아마도 그런 모양이었을 것이라고 추측했다.
기원전 3세기의 에란 청동 주화는 타밀나두주의 코임바토르 지역 술루르에서 발굴 중 발견되었다.
기원후 339-368년경 중앙 인도를 통치했던 사카 (인도-스키타이) 왕 스리다라바르만은 에란에 있는 작은 기둥에 그의 나가 군 사령관과 함께 비문을 새겼다. 바누굽타는 나중에 기원후 510년경 같은 기둥에 자신의 비문을 썼다.
에란 묘사
스리다라바르만의 비문은 연대기적으로 굽타 제국의 사무드라굽타 (재위 336-380년)의 기념물과 비문에 이어지는 것으로 보인다. 사무드라굽타는 "자신의 명성을 높이기 위해" 세워졌으며, 서방 원정에서 스리다라바르만을 축출했을 수도 있다.
사무드라굽타(336-380년)의 에란 비문은 현재 콜카타의 인도 박물관에 보관되어 있다. 붉은 사암으로 된 이 비문은 파괴된 멧돼지 사원 서쪽에서 멀지 않은 곳에서 발견되었다. 손상되어 비문의 많은 부분이 사라졌지만, 커닝엄에 따르면 이것은 중요한 발견이었다. 왜냐하면 여기에 적어도 "2, 3, 4, 5, 6, 7"이 보존된 숫자 문자가 있기 때문이다.
부다굽타 비문은 기원후 484-485년으로 추정된다. 비슈누파 비문이다. 굽타 왕국이 칼린디 강에서 나르마다 강까지 뻗어 있었으며, 이 비문은 비슈누의 다른 이름인 자나르다나를 기리기 위해 기둥을 세운 것을 기념한다고 묘사한다.
토라마나의 에란 멧돼지 비문은 산스크리트어 8줄로 된 돌 비문으로, 처음 세 줄은 운율을 이루고 나머지는 산문이며, 북인도 문자로 쓰여 있다. 높이 11 피트 (3.4 m)의 독립형 붉은 사암 멧돼지 조각상(비슈누 아바타라의 동물 형상 도상)의 가슴에 새겨져 있으며, 6세기경으로 추정된다. 이 비문은 알혼족의 왕인 토라마나가 말와를 통치하고("땅을 다스리며") 다냐비슈누가 나라야나(비슈누)에게 돌 사원을 봉헌하는 것을 기록하고 있다.
네 번째 비문은 심하게 손상되었지만 중요하다. 이 비문은 바누굽타를 언급하며 스리다라바르만 기둥의 뒷면에 새겨져 있다. 또한 달력 체계를 언급하지 않고 191년에 족장 또는 귀족 고파라자가 전투에서 사망한 것을 언급한다. 이는 일반적으로 굽타 시대 191년, 즉 기원후 510년으로 받아들여진다. 또한 고파라자의 화장과 그의 아내가 장례 화장대에서 자신을 화장한 것을 언급한다. 셸랏은 이것이 사티의 가장 초기에 기록된 사례 중 하나라고 말한다. 커닝엄은 이 바누굽타-고파라자 비문에 대해 언급하지 않았지만, 자신이 발견한 세 개의 사티 돌에 대해서는 언급했고, 그가 발견한 가장 초기의 사티 돌 기념물은 삼밧 1361년(기원후 1304년)의 것이라고 말했다. 바누굽타 비문은 사티 또는 동등한 단어를 사용하지 않았으며, 이 비문은 첫 판본에서 플릿에 의해 보간되었고, 나중에 두 번째 판본에서 수정되었다.
7행 (실제 남아있는 비문): bhakt=anurakta cha priya cha kanta bhr=alag=anugat=agirsim

7행 (플릿의 보간): bhakt=anurakta ch priya cha kanta bh[a]r[y]=a[va]lag[n]=anugat=ag[n]ir[a]sim

플릿의 번역 (1판): 그리고 (그의) 헌신적이고, 애착이 강하며, 사랑스럽고 아름다운 아내는 밀접하게 동반하여 장례 화장대에 그와 함께했다.

플릿의 번역 (2판): 그리고 (그의) 헌신적이고, 애착이 강하며, 사랑스럽고 아름다운 아내는 (그에게) 매달려 불더미(장례 화장대) 속으로 들어갔다.
에란 유적지에서는 추가적인 사티 돌이 발굴되었다. 알렉산더 커닝엄은 1874-1875년 고고학 조사 보고서에서 에란 유적지 및 강 건너 마을을 포함하여 세 개의 비문이 있는 사티 돌을 언급했다. 그는 비문을 바탕으로 첫 번째 돌은 만두가르-두르그와 찬데리의 술탄 마흐무드 킬치 통치 시기, 두 번째 돌은 1664년 파티사히 사히 자한 통치 시기(커닝엄은 그를 샤 자한 궁정의 자기르이자 귀족으로 추측), 세 번째 돌은 1774년 판디트 발완트 라우 고빈드와 발라지 투카 데바 통치 시기로 추정했다.
패러데이 전류
전기화학에서 패러데이 전류(영어: Faradaic current)는 전극에서 일부 화학 물질의 환원 또는 산화에 의해 생성되는 전류이다. 순 패러데이 전류는 지시 전극 또는 작업 전극을 통해 흐르는 모든 패러데이 전류의 대수학적 합이다.
패러데이 전류 한계 전류
전기화학에서 한계 전류(limiting current)는 전극으로의 전하 이동 속도가 증가함에 따라 접근하는 패러데이 전류의 한계 값이다. 한계 전류는 예를 들어 전위를 증가시키거나 전극으로의 물질 이동 속도를 감소시킴으로써 접근할 수 있다. 이는 유한한 범위 내에서 인가된 전위와 독립적이며, 일반적으로 측정된 총 전류에서 적절한 잔류 전류를 빼서 평가된다. 한계 전류는 흡착, 촉매, 확산 또는 운동 전류의 특성을 가질 수 있으며, 이동 전류를 포함할 수 있다.