- 5주 전
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학습트랜스크립트
00:05이번 시간에는 전기화학을 할 때 좀 많이 필요한 정보들 일렉트리컬 컨덕티버티 그 다음에 아이오닉 컨덕티버티 이런 것들과
00:17또 볼타메트리 이 두 부분에 대해서 좀 얘기를 해 보도록 하겠습니다
00:24우리가 흔히 초등학교 중학교 이런 물리적인 어떤 회로도를 봤을 때 이렇게 왼쪽처럼 이렇게 그리잖아요
00:36그래서 우리가 어떤 물질들을 이 안에 두고 얘가 뭐 전도체인가 부도체인가 이런 측정들을 해보는 실험들을 또는 뭐 교과서에 이렇게 적혀
00:47있는데요
00:49단순히 얘가 이제 전도성이 있는지 없는지만 본다면 초등학교 수준일 테고
00:55그 다음에 어떤 것들이 좀 전기를 상대적으로 더 잘 흐르게 하는가
01:00그 다음에 걔네들을 직접 뭐 또 저항도 구해보고 하는 것들까지 온다면 중고등학교까지 올 건데요
01:08이제 대학교에 오면 단순히 우리가 이렇게 측정했던 컨덕티버티를 넘어서서 이렇게 이온에 대한 컨덕티버티까지 측정을 합니다
01:21그런데 이제 약간 궁금해요 예를 들어 이제 왼쪽에 같은 경우는
01:29처음에는 이제 뭐 전류가 나와서 전류가 나와서 얘가 이렇게 흘러서 가는 거라고 초등학교 때 열심히 배웠는데
01:37나중에 알고 보니까 실제적으로 움직이는 애들은 전자더라 이런 것들이 있었잖아요
01:44반도체에서는 다시 그 전자에 해당하는 전공도 있다 뭐 등등 여러가지 얘기를 하고 있긴 하지만
01:50그건 약간 좀 모델상의 얘기인 것 같고 실제로는 우리가 뭔가 이동한다면
01:57늘 이제 전자 전자는 실체가 있는 애들이니까 하지만 양전하는 실체가 있는 애들이 아니잖아요
02:04그래서 이제 전자가 돌아다니는 걸로 이제 이렇게 봅니다
02:12그래서 전자가 이동하는 것은 뭐 금속에서 전자 바다에 대한 얘기도 우리가 앞에서 했으니까
02:18그 모델에 따라서 움직여 달릴 거라는 것을 알겠는데
02:23오른쪽에 있는 상대적으로 이제 우리가 관심 있는 건 사실 왼쪽에 있는 이게 아니라
02:28오른쪽에 있는 아이오닉 컨덕티버티에 대한 얘기니까
02:33뭐 그런 컨덕티버티 실험하는 것들도 혹시 뭐 경험이 있었는지 모르겠지만
02:38이런 상태에서 뭐 이제 우리가 그 어떤 전원 소스를 이렇게 연결해 주면
02:47여기 이제 꼬마 전구가 이렇게 켜져 있을 때
02:50이제 불이 켜질 겁니다 불이 켜지는데
02:54얘가 뭐 이제 좀 가깝게 있으면 잘 켜지기도 하고
02:58그 다음에 또 여기가 NACL을 해놓으면 좀 잘 켜지지만
03:04예를 들어 뭐 카퍼설페이트 이런 걸로 바꾸면
03:06불이 상대적으로 좀 약하거든요
03:10얘가 이제 작은 이용이다 보니까
03:13상대적으로 작고 또 뭐 덴설티도 높고
03:16같은 부피 안에 사실
03:19나 플러스 마이너스 이렇게 있는 것보다
03:22이 플러스는 서로 리펄전도 있을 수 있으니까
03:24사실 자기 공간에서의 어떤 리펄전으로 본다면
03:30사실 얘가 조금 더 클 수 있거든요
03:32그래서 실제로 그 서로 다른 이런
03:38이온 가수
03:42액시데이션 넘버 이런 애들이 다른 애들을 가지고
03:45여기 녹여 놓고 보면
03:46이 불의 어떤 밝기가 다 다릅니다
03:49물론 왼쪽에 있는 이렇게 금속으로 되어 있을 때
03:53가장 잘 흐르겠지만
03:56오른쪽에서도 보면 뭐 소금 정도 넣어 놓으면
03:59그래도 꽤 경쟁력 있게 불이 켜지는데 반해서
04:04카퍼설페이트 뭐 이렇게 이제 좀 다른 걸로 바뀌면
04:08확연히 좀 표시가 나도록 줄어듭니다
04:13그러면 지금 이제 뭐 그런 우리
04:16그런 경향을 얘기하려는 거는 사실 아니었고
04:19그럼 이 안에 결국은 전자들이 왔다 갔다 움직여야 되는 건데
04:24이 전자들은 어떻게 움직이고 있는가
04:26왼쪽은 그 금속 사이로 그 전자들이 직접 움직여 다닌다고 얘기하는데
04:32오른쪽 같은 경우는 전자가 직접 움직여 다닌 거는
04:39좀 모르겠고
04:40왜냐하면 전자가
04:44사실 이 안에 어디 들어가 본 적이 없으니까 잘 모르겠어요 모르겠는데
04:49대체적으로 고민하는 거에 의하면
04:54이온이 옮겨 다닌다고 하죠
04:56그러니까 이 이온들이 전자를 받았으면
04:59예를 들어 나트륨 플러스가 전자를 받아가지고
05:03나트륨이 되었다
05:04그래서 나트륨이 다시 여기까지 옮겨 간다
05:07이거는 좀 말이 안 되는 거 같아요
05:09왜냐하면 나트륨은
05:12얘가 물속에 존재할 수 있는
05:14어떤 그런 애들이 아니잖아요
05:17폭발성이 있는 애잖아요
05:19그럼 순간순간 얘가 나트륨이 되다가 폭발했다가
05:22나트륨이 되다가 폭발했다가
05:23이럴 건가 아니라고 생각되고
05:26또 나트륨은
05:28우리가 그
05:29표준 환원전이라고 하는 게 있잖아요
05:32몇 볼트를 걸어줘야 얘가
05:35나트륨으로 바뀌는가
05:37이 전압이 있어요
05:38그 전압이
05:40그 전압만큼 걸어주지 않아도
05:42불은 켜지거든요
05:43그러니까 얘가 나트륨으로 환원됐다가
05:47다시 산화됐다가
05:48환원됐다가 산화됐다가
05:50이런 형태로 가는 것도
05:51아니다
05:52라고 이제
05:54예측할 수 있겠죠
05:55그래서 왼쪽 같은 경우는
05:58전자가 직접 움직여 다니니깐
06:01일렉트리칼 컨덕티버티라고 얘기를 했고
06:03오른쪽은 아이온이 움직여 다니니깐
06:07결국 아이온이 컨덕티버티라고 얘기를 했는데
06:09그럼 아이온은 어떻게 얘를 배송을 하는가
06:17이거는 사실 약간 좀 의문이죠
06:20이게 전기화하는 사람들이나
06:24이거에 대한 기본적인 상식들을 갖고 있는 사람들이라고 해도
06:29자세하게 어떻게 붙어가지고
06:31얘가 움직여 가는 거야
06:32라고 물어보면 모를 수 있는데
06:34몇 가지 힌트가 있는 그런 시스템들이 있어요
06:39예를 들어
06:41I3-랑 I-
06:43이런 형태로 되어 있는 전해질에서는
06:47전자가 I, I, I
06:50이렇게 붙어 있는 상태에서
06:52전자가 얘네들을 타고
06:54이렇게 지나가는 것들로
06:56여겨진다고 해요
06:58이제 이렇게 선형으로 만들어질 수 있는 이온과
07:02그렇지 않은 이온들의 전도도를 보면
07:05확인이 다르거든요
07:07그래서 이제 뭐 그러지 않을까
07:09여러 가지 종류의 이온들을 좀 조사해 본 경우
07:13얘네들의 어떤 이온들을 좀 타고 지나가는 건 아닌가
07:17그런 그 좀 이렇게 센스에 대한 어떤 증거 자료라고 한다면
07:25멘브레인 같은 것들도 있을 수 있고
07:27뭐 이래저래 해서 어쨌든
07:30아이온을 타고 아이온에 의해서 아이온이 딜리버리 해준다
07:37이런 의미에서
07:38아이온이 컨덕티버티라는 단어를 씁니다
07:42그러면 이제 각각을 한번 볼게요
07:46일렉트리컬 컨덕티버티가
07:49이제 가장 높은
07:51그 이제 전기 전도도가 가장 높은 소재는 뭘까요?
07:56알고 계셨나요?
07:57실버입니다
07:59실버가 우리가 알고 있는
08:01일렉트리컬 컨덕티버티가 제일 높은 소재인데요
08:04보시면 컨덕티버티 입장에서만 본다면
08:07그 다음에 이제 그
08:09기저항을 본다면
08:11이렇게 나와 있구요
08:13역수가 이제 컨덕티버티 되니까
08:14한 10에 7승 정도 됩니다
08:16이렇게 굉장히 높은 값들을 갖고 있죠
08:20이게 골드보다도 높아요
08:22골드보다도
08:23그러니까 우리가 보통 쓰고 있는 전기선줄은
08:27다 이제 카파를 쓰고 있을 텐데
08:29뭐 가격이나 뭐 이런 등등 여러가지를 고민해서
08:32근데 어쨌든 실버가 굉장히 뭐
08:38이런 컨덕티버티 면에서는 좋은 소재라는 것을
08:42이제 알고 있으면 좋겠구요
08:44그 다음에 우리가 흔히 접할 수 있는 건
08:47카파도 쉽게 접할 수 있고
08:49골드는 사실 그닥 쉽게 접할 수 있을 것 같지는 않구요
08:53실험실은 꽤 있을 수 있지만
08:55알루미늄 많이 접할 수 있을 것 같아요
08:58칼슘도 칼슘만 가지고는
09:01전도성이 굉장히 높네요 그쵸
09:04그 다음에 마그네슘, 로디움, 소디움, 이리디움
09:08이렇게 이제 된다고 합니다
09:10아 이건 이제 전기 전도도에 해당하는 거구요
09:14열적인 전도도는 좀 다릅니다
09:18가장 열을 잘 전도시키는 것들은
09:23다이아몬드나 카본 소재들
09:26예를들어 그래핀 이런 애들이잖아요
09:28그게 이제 어느 쪽 방향이냐에 따라 좀 다르기도 하지만
09:32어쨌든 다이아몬드가 굉장히 열을 잘 전도하는 물질입니다
09:40어떤 데는 그래핀이 제일 열 전도율이 좋다고 나오기도 하고
09:45어떤 때는 또 보면 다이아몬드가 더 좋다고 얘기하는데
09:49어떻게 만드느냐에 따라 조금 다를 것 같고
09:53예를들어 그래핀 옥사이드 뭐 이런 것들에 대해서도 좀 다를 것 같습니다
09:59우리가 이제 그거에 대해 신경 쓸 건 아니고
10:03그러면 아이오닉 컨덕티버티는 어떻게 측정하는가
10:08음...
10:09뭐 이제 옴의 법칙에서 일렉트리칼 컨덕티버티는 쉽게 측정한다는 건 알겠고
10:13아이오닉 컨덕티버티도 그렇게 뭐 어렵게 측정하는 건 아닌데
10:17이제 보시는 것처럼 음... 이제 옆에서 본다면 이렇게...
10:23위에서 본다면 이렇게 생긴 거가 이제 층층이 쌓여 있는 거겠죠
10:28이게 이제 전극이고 전극이고
10:30스테인레스 스틸로 이렇게 만들어진 전극 사이에
10:32전해질을 이렇게 놓게 되는데
10:34이 전해질이 사실 액체니까
10:37보통은 액체거나 약간 젤 타입으로 되어 있는 애들이니까
10:42두께가 이렇게 눌리는 것에 따라 자꾸 바뀌잖아요
10:45그래서 요 사이에 보통은
10:48보통 요렇게 전극이 스테인레스 스틸 전극이 있으면
10:52그 바깥에 요렇게 뭐 썰링이라든가
10:55기타 뭐 좀 다른
10:57오링 팩 같은 거를 이렇게 둡니다
11:01그래서 전해질이 바깥으로 세지 못하게끔
11:04요렇게 링을 하나 두고
11:05그 위에 다시 똑같이 요 전극들을 올려서
11:09요 사이에 전해질이 좀 머금을 수 있게끔 그렇게 하고
11:15그 다음에 이제 실제 전극 크기는 요렇게 측정이 돼야 되겠죠
11:18요 요 전체 크기가 아니라
11:20그래서 이제 고렇게 전극을 만들어 놓고
11:24그 다음에 이제 임피던스 측정을 해요
11:26임피던스는 지난 시간에 제가 녹화해 놓은 것들이 있으니깐
11:31그걸 참고해서 들으시면 되는데
11:34그래서 이제 보시면
11:360.05Hz에서 한 10에 5Hz까지
11:39측정을 하고 나면
11:41얘가 이제 기본적인
11:43이 RS 값이 나오겠죠
11:45얘의 기본 저항들이 나올 겁니다
11:47이 안에 있는 전해질에
11:48그 저항 값에 의해서 요렇게 측정이 되는 건데
11:53그래서 여기 보시면
11:54A값은 요 두께에 해당하는 거고요
11:58요거는 O링이라든지
12:01또는 썰린이라고 고분자가 있어요
12:04요렇게 이 사이에 이렇게
12:05패킹 속에 넣을 수 있게끔
12:07얇은 그냥 필름 형태로 나오는 건데요
12:11그렇게 오려서 쓸 수 있게끔
12:13근데 썰린을 잘 안 쓰는 것 같긴 해요
12:15썰린 두께에 따라서 이렇게 다양하게 나와 있어서
12:19두께가 쉽게 이제 예측이 되고 하니까
12:22그리고 얘가 그 기판에 잘 붙어 있어서
12:24보통 일반 예를 들어 우리 OHP 필름이나
12:28그냥 일반 흔히 쓰는 그런 플라스틱 같은 건
12:33잘라 가지고 오게 놔봤자
12:34그 밑으로 그냥 쑥 다 새 버리거든요
12:37근데 얘는 썰린 같은 경우는
12:39그 기판하고의 점착성이 좋아서
12:41얘가 딱 붙으면
12:44거의 빈틈 없이 딱 붙는 경우가 있어요
12:47그리고 약간 열 처리만 해도 잘 붙거든요
12:50그렇게 쓰긴 하는데
12:52이것도 사실 약간 두꺼운 애들은 좀 괜찮지만
12:56얇은 애들은 제어하기가 어려워서
12:58조금은 불편하긴 하지만
13:01어쨌든 뭐 측정해야 되면 해야죠
13:02이렇게 해서 요 길이는
13:05요거에 요 사이에 두께
13:07그 다음에 RS는 우리가 측정한 임피던스에서 온값
13:12그 다음에 면적 A
13:14A는 요 에어리아 해가지고
13:16뭐 다 측정 가능한 것들이잖아요
13:19그렇게 해서 이제 그
13:21아이오닉 컨덕티버티를 이야기합니다
13:26아이오닉 컨덕티버티 측정은 사실 어렵지 않으니까
13:30한번 임피던스 스펙트로스코피를 써 본다는 의미에서
13:36혹시 뭐 기회가 필요하거나 있는 사람들은
13:40해보시면 좋을 것 같습니다
13:42아이오닉 컨덕티버티는 여기까지고요
13:45그리고 지금부터는 이제 볼타메트리에 대한 얘기를 할 건데요
13:49볼타메트리 포텐시오 스탯을 가지고
13:52이제 보통 매니플레이션 해서 사용합니다
13:55앞서 제가 보여드렸던
13:58기본적인 전극 시스템에 대한 얘기고요
14:02볼타메트리는 말 그대로 보시면
14:05볼티지를 좀 매니플레이션 해서 얻는
14:08그런 볼타모그램이라고도 하고
14:11뭐 뭐 그램 뭐 매트리 이런 것들이 보면
14:14그냥 그런 그래프를 얻는다 이런 뜻이니까
14:19볼티지에 따른 뭔가를 얻는 거에 대해서
14:22전체적으로 다 볼타메트리 라고 얘기를 합니다
14:26볼타메트리에 대한 기본 포텐시오 스탯의 셋업은
14:29오른쪽처럼 보여지는데요
14:31그래서 우리가 측정하려고 하는
14:33전기화학적인 어떤 셀이 있고
14:35그 셀 안에는 두 개의 전극이 있고
14:37그 다음에 볼티지를 측정할 수 있는
14:40기본적인 레퍼런스 일렉트로드가 있죠
14:43삼정극 시스템으로
14:45삼정극 시스템에 대한 레퍼런스 전극은
14:48앞서서도 제가 얘기를 했기 때문에
14:50좀 잘 이해해 주시면 좋겠습니다
14:53얘가 기본적으로 절대적으로
14:56음이다 양이다 이거에 대한 얘기가 아니라
14:59상대적으로 누구보다 위에 있다 밑에 있다
15:03그러니까 보통 우리가 이제 뭐
15:06마이너스 포텐셜을 줘야만
15:07그쪽으로 네게티브 전자들이 옮겨갈 수 있다
15:12라고 얘기하는 기도 하지만
15:14이제 이렇게 상대적인 거로 얘기를 한다면
15:17절대적인 값보다는 그 뭐보다 더 왼쪽에 있거나
15:22더 오른쪽에 있으면 어떤 형태로 움직이는가
15:25이거에 대한 정보만 알려준다
15:28라고 생각할 수 있겠습니다
15:29이 이제 전극에 이렇게 이제 직렬로 연결되는
15:36회로에 그 전류를 측정하고
15:38볼티지는 교류로 측정해야 되니까
15:41교류가 아니라 죄송합니다
15:43병렬식으로 측정해야 되니까
15:45요렇게 들어가 있구요
15:46일단 직류로 전류값 측정했고
15:49그 진류는 진류는 다시 이렇게 가변저항에 연결돼 가지고
15:54이 볼티지 서플라이가 이제 얘가 전해주는 전압은
16:01예를 들어 뭐 12볼트 또는 5볼트 이렇게 정해진 값이지만
16:05이 가변저항에 의해서 볼티지 전압을 시켜가지고
16:09이 회로에 들어가는 전압은 그보다도 낮아지게끔 조절하는 거죠
16:14그래서 이렇게 만들어진 곳에 뭐 워킹 일렉트로드
16:18레퍼런스 일렉트로드
16:20카운터 일렉트로드 이렇게 세 가지가 연결되어 있다는 사실
16:23이미 우리가 좀 많이 봤구요
16:25그 다음에 머큐를 사용하는 칼로멜 전극 이런 것들도
16:28뭐 어떤 걸 쓰면 좋은지 이런 것들도
16:30우리가 이미 지난 시간에 다 얘기를 했습니다
16:33이런 볼타 메트리는요
16:361922년도에 처음 제안되었구요
16:39체코 케미스트 뭐 이렇게
16:42이렇게 헤이로브스키
16:44헤이로브스키는 사실 굉장히 많이 나오는 이름 중에 하나죠
16:47이게 그 수소가
16:52PT에 어떻게 이제 근처에 와서 벌써 아톰이 돼가지고 붙었는지
16:55아니면 붙어서 이게 스피러버 식으로 잘라지는지
16:58이런 거에 대한 얘기들이 나올 때 헤이로브스키 얘기가 또 나오잖아요
17:03뭐 유명한 사람이죠
17:05그래서 이 사람이 이제 폴라로그래피라는 이제 그 스캐닝 방법들을 이제 그때 고안해서 나중에 보세요
17:14노벨프라이크도 받았답니다
17:16노벨상을 받았대요
17:18그리고 이제 보시면 보통은 그냥 리니어 포텐셜
17:49이게 이제 좀 스캔 속도가 빨라지면 어떤 건가
17:54또 스캔 속도가 느려지면 무슨 의미가 있는가
17:56요런 거를 좀 기본적으로 이해할 수 있는 정도가 되면
18:01정교각을 잘 한다고 할 수 있겠습니다
18:04그래서 그거에 따라서 볼테지가 쭉 올라갔을 때 보시는 것처럼
18:08포텐셜이 올라갔으면
18:10포텐셜이 지금 이렇게 그냥 일직선상으로 지금 올라갔잖아요
18:14이 선상으로
18:16근데 커런트가 우리가 일반적인 일렉트리컬 커런트를
18:21인슐레이터나 뭐 인슐레이터가 아니라
18:25그냥 도체에다가 이렇게 연결을 하면
18:28사실 기본적으로 이렇게 올라가요 커런트도 그죠
18:32근데 이제 이런 전해질에서는 사실 그렇게 안 일어나고
18:35이렇게 바뀌는 경우가 허당한데요
18:38얘가 이제 왜 그런가
18:40이런 것들에 대해서 이제 한번 얘기 보도록 하겠습니다
18:44요게 이제 한 예를 제안한 건데요
18:48어떤 특정한 전압을 걸어준 다음에
18:51그 전극으로부터 이 거리가 쭉 있을 때
18:55FE3 플러스의 농도가 어떻게 달라지는가에 대한 얘기인데
19:00아무것도 하지 않았을 때는 그 용액 전체의 농도가 고르게 되어 있을 테니
19:06그러니까 처음에는 그 전극 주변이나
19:09아니면 전국으로부터 먼 벌크나
19:12다 똑같은 농도로 있습니다
19:14그런데 제가 특정한 전압을 걸어주는 순간
19:19그러니까 FE3 플러스
19:21만약에 제가 네거티브 포텐셜을 걸어줬다고 한번 해봅시다
19:24네거티브 포텐셜을 걸어줬으면
19:26이 FE3 플러스가 전국으로 와서 붙을 겁니다
19:29그죠? 전국으로 와서 반응을 했든지
19:32반응을 했으면 그 커런트는 뭐라고 부른다고 했는지 기억하세요?
19:36패러데이 커런트라고 한다고 했습니다
19:38반응하지 않았는데
19:40근처에 와서 마치 정전기적인 그런 포스로
19:44서로 잡혀 있기만 하면
19:46그건 뭐라 그랬어요?
19:47Non-Faraday 커런트라고 한다고 했습니다
19:51그래서 얘가 이제
19:53패러데이 커런트가 메이저로 일어난다
19:57라고 하는 가정하에
19:59철의 농도가 시간에 따라서
20:01처음에는 앞에 있는 것들만 다 끌고 갈 테니까
20:04농도가 맨 앞에 매우 가까이 있는 거의 0까지 떨어지고
20:09그 다음에 금방 벌크 농도가 그대로 다 보일 겁니다
20:12시간에 따라서 얘네들이 계속 전국적으로 끌려올 테니까
20:16점점 시간이 지남에 따라서
20:19전국 주변에는 농도가 좀 낮아지고
20:21한참이나 가야 거기에 이제 적당한 양들이 모두 다 있는
20:26이런 모습들을 보여지겠죠
20:28그러니까 좀 전에 얘기한 것처럼
20:31그 디퓨전 되어 오는 시간이 필요해요
20:35그렇죠? 얘가 어떤 물질들이
20:38전국으로 더 멀리 있는 얘네들이
20:40여기까지 와야 이런 농도들을 보일 테니까
20:44시간이 필요합니다
20:45그러니까 우리가 스캔레잇을 이제 좀 조절할 수 있는데
20:50스캔레잇을 매우 느리게 하면
20:52디퓨전 될 동안에 시간을 충분히 다 주게 되는 거니까
20:55커런트 값이 충분히 잘 읽히게 될 테고요
20:59만약에 그런 정도의 시간을 주지 않는다고 하면
21:03확 지나가 버리겠죠
21:05끌려올 시간도 없는데 올라가 버리니까
21:08포텐셜 올라가니까
21:09포텐셜이 올라가면서
21:11더 높은 포텐셜이니까
21:13멀리 있는 데도 조금 더 잘 끌어올 거 아니에요
21:16그런 것들이 다 이제 복합적으로 작용해서
21:19커런트 값이 읽히겠죠
21:20그런 애들이 이제 반영되면
21:24오른쪽처럼 이렇게 표시된다
21:26라고 하는 것을 우리가 알 수 있습니다
21:30그래서 이제 이게 좀 중요한 시기이기도 한데요
21:35그러니까 이게 이제 그
21:39이런 볼타맷들이 측정할 때
21:40지금은 제가 얘기한 것처럼
21:42그 어떤 항목들이
21:43fe3든지 뭐든지 간에
21:46그 애널라이트
21:47우리가 분해
21:48그러니까 분석하고자 하는 어떤
21:50이온들의 농도가
21:54이 콰이오슨트 솔루션
21:58굉장히 조용하게 있는 상태에서 측정되는 경우는
22:03좀 전에 얘기한 것처럼
22:04이렇게 이제 디퓨전이 일어나겠지만
22:07얘를 제가 그냥 계속 한쪽에서 막 흔들어 주고 있거나
22:10스터링을 하고 한다면
22:12이런 형태는 안 벌어지거든요
22:15그러니까 막 흔들어 준다고 쳐봅시다
22:18그러면 그 정극 표면에는 항상 새로운 용액들이 와서
22:23좀 언제나 높은 농도에
22:25물론 이제 반을 하면서
22:26전체적인 농도가 줄어들 테니까
22:28농도는 줄어들긴 하겠지만
22:29그래도 뭐 그게 좀 시간이 걸릴 테니까
22:33짧은 영역의 시간동안 본다면
22:35굉장히 전체적으로 계속
22:37이큘리브리엄만 되어 있는
22:38그런 농도를 만나게 될 거 아니에요
22:41그러니까 상대적으로
22:42계속해서 높은 커런트가 나타나겠죠
22:45아까처럼 이런 형태의 그래프가 나타나는 게 아니라
22:47그냥 이렇게 되는 형태
22:49높은 전압이니까 더 많은 애들이
22:51이제 반응할 테고
22:52이제 그렇게 될 때
22:54이 커런트 값에 대한
22:56어떤 그 이론적인 값들이
22:59요렇게 측정된다고 합니다
23:00우리가 뭐 기본적인 뭐
23:03이 식들에 대한 것들을
23:04그 픽스로 뭐 이런 거 등등 해가지고
23:07뭐 접근할 수도 있지만
23:09관심 있으신 분들은 좀 그렇게 접근해 주시고
23:12일단 이 식만 가지고 와볼게요
23:15이 식은 뒤에도 나올 텐데요
23:17랜들 세부치크
23:20식이라고 합니다
23:22저는 뭐 사실 랜들 세빅이라고 한참 동안
23:24얘기하고 있어 생각하고 있었는데
23:26어느 순간 저는 이제 사실
23:29랜들 세부치크
23:30랜들 세부치크
23:35이래요 바람이
23:36근데 한 번도 이 C가 있는 거 알고 있었으면
23:39저도 세부치크
23:43입니다 세부치크
23:44셰부치크
23:45셰부치크
23:46이렇게 읽는 거 같은데
23:47랜들 셰부치크
23:48저는 계속 랜들 세빅으로
23:51저 혼자 생각하고 있었어요
23:53랜들 세빅
23:54랜들 세빅
23:56근데 어느 날
23:57어 이게 세빅이 아니네
23:59하고
23:59이제 바람을 좀 찾아봤더니
24:01랜들 셰부치크
24:03라고 읽어야 한답니다
24:06이 랜들 셰부치크
24:08식은 굉장히 중요한 식이에요
24:10우리가 뭐 EIS도 뭐 랜들
24:13랜들 서킷
24:15뭐 이런 거
24:15중요한 얘기 많이 했잖아요
24:17사실 몇 명이 굉장히 많은 일들을 해 놓으셨습니다
24:20그래서 여기 보시면
24:21이 앞서 보였던 볼타메트리에서 나오는 이 N값
24:26N은 우리 반쪽 반응에서의 전자가 몇 개 흐르는가
24:30예를 들어 카파 E 플러스가 전자 두 개 받아서
24:33카파가 되는 거면 전자 두 개 흐르는 거죠
24:35또는 실버가 전자 한 개 받아서 실버가 되는
24:39이거 한 개 전자 시스템이잖아요
24:41요런 전자가 몇 개 시스템인지를 찾아낼 수 있는
24:45그 숫자고요
24:47F 는 패러데이 컨스턴트
24:4996500 쿨롱
24:50그 다음에 A 는
24:52에어리아
24:52디퓨전 코에피션트
24:54뭐 등등 이거든요
24:55근데 이게 지금 요렇게 나타났지만
24:57뒤에 뭐 이런저런 가정 등등에 의해서
25:00좀 더 이제 현실화된 이퀘이션이 나옵니다
25:03그때 한 번 더 얘기할게요
25:07그런데 이제 약간의 지금 전압을 지금 인가하면
25:11변화를 주면 지금 얘기한 것처럼
25:14기본적으로는 얘가 커런트가 처음에는 확 올라가지만
25:18디퓨전에 의해서 처음에 그 표면에 있는 애들은
25:21다 이제 반응을 하겠지만
25:23점점 그 다음 것들이 빨리빨리 못 오니깐
25:26내려갈 거다 라고 하는 것들은 기본적으로 이해가 될 겁니다
25:31그리고 이제 그런 것들이 좀 전에 보여진 이런 모델에 의해서 된다
25:36라고 하는 거를 알 수 있고요
25:38그 다음에 요 앞에서는 이제 디퓨전
25:41그리고 반대쪽에는 사실 뭐 이런저런 컴팩션이나 뭐 여러가지
25:45물론 이쪽으로 오는 것은 디퓨전일 가능성이 더 높지만
25:48그렇게 볼 수 있겠고요
25:50그 다음에 이제 여기 보시면
26:03볼티지를 변화시켜 가면서
26:07커런트가 어떻게 움직이는가에 대한 것들을 보여주는 겁니다
26:11그래서 이제 지금 이건 보시면
26:14마이너스 쪽으로 더 커지고 있잖아요
26:16이렇게 간다고 한다면 더 마이너스
26:20그쪽에 전자를 계속 더 많이 보내고 있다
26:22라고 하는 뜻이니까
26:24이 애가 카드윈이 2 플러스가 환원되는 그런 분위기다
26:29라고 하는 것을 예측할 수 있죠
26:30그래서 걔가 이제 이렇게 어떤 그 커런트에서
26:35어떤 그 맥시멈 커런트에서 지금 멈추고 있잖아요
26:39얘가 디퓨전 되어 갖고 오는 정도의 커런트 이상으로는 올라갈 수가 없으니까
26:46그래서 얘가 이제 아예 디퓨전 커런트를 이렇게 해서 구할 수 있다
26:51라고 하는 것입니다
26:52근데 이제 우리는 또 그런 기본적인 볼타메트리 말고
26:57아주 많이 사용되는 그 있는 이제
26:59사이클릭 볼타메트리도 이제 있으니까
27:02사이클릭 볼타메트리는 뭐 더 쉽습니다
27:05뭐 앞에 있는 거 내용하고 똑같은데요
27:07보시면 a로부터 시간에 이제 이게 시간이잖아요
27:12시간에 따라서 처음에 이 포텐셜을 걸었어요
27:150.8 포텐셜을 걸었다가
27:17시간에 따라서 이제 점점점점점 마이너스 쪽으로 옮겨갔습니다
27:21무슨 얘기에요?
27:23그러면 전자를 그 시스템에 줬다는 거죠
27:26마이너스 쪽으로 이동했으니까
27:27더 많은 전자를 용액에다가 줬다는 얘기입니다
27:31그러면 그 마이너스를 용액 속에서 받을 수 있는 애는 양이온 밖에 없겠죠
27:36양이온은 환원될 수 밖에 없습니다
27:39그러니까 지금 밑에 있는 시스템에서 본다면
27:43얘가 이렇게 가는 시스템이 되겠죠
27:45물론 얘가 이렇게 가는 시스템일 수도 있어요
27:49그래서 사이클릭 볼타메트리를 설명할 때는
27:52이 스캔 방향에 따라 지금 전류값이 어떻게 흐른 것인가를
27:56반드시 보여줘야 됩니다
27:58반드시 설명해야 돼요
28:00그런데 이렇게 일 가능성은 매우 낮은 게
28:03예를 들어 지금 이거가 지금 이렇게 가가지고
28:06이게 환원 커런트 지금 환원된다고 얘기했잖아요
28:09이게 환원 커런트라면 이렇게 갔다면
28:13산화 커런트는 사실 이거보다도
28:15더 뒤에 나타나야 되는 게 보통이죠
28:21그러니까 이렇게 환원시켰는데 더 빨리 산화된다?
28:25뭐 그럴 수도 있을 수도 있을 것 같긴 해요
28:29그런데 이제 그런 거에 대한 컴퓨전을 어쨌든 해결하기 위해서라도
28:34스캔 방향을 반드시 보여줘야 됩니다
28:38그래서 이제 여기 커런트를 보여주기 시작했는데요
28:42이거에 대한 상세 설명이 이 다음 페이지에 나와 있는데
28:46보시면
28:47처음에 A에 네거티브 커런트
28:49이렇게 옮겨 가는 거잖아요
28:51이 A에서 살짝 마이너스 커런트가 있다
28:55이거는 이제 우리가 이렇게 가는 걸
28:58환원 커런트를 처음 측정하는 거를
29:01지금 캐소드 입장에서 봤으니까
29:03이렇게 되는 것들을 우리가
29:05양의 전류로 이제 본다면
29:09반대로 반대쪽의 전류가
29:11반대쪽의 전자가 가서 생기는 것들은
29:13이렇게 아래로 내려갈 테니까
29:15그런 게 지금 뭐가 있나 봤더니
29:18이니셜 네거티브 커런트는
29:20이 산소가
29:21물이 산소로 산화되는
29:23이런 과정에서 나타나는 커런트라고 합니다
29:26그래서 이제 그런 것들은 볼티지가 조금만 와도
29:31무시하게끔 다 사라지니까
29:33이렇게 오고요
29:35그 다음에 B가 B 포텐셜이 돼서야
29:37드디어 얘가 커런트가 올라가기 시작합니다
29:40그러니까 아까 제가 얘기했죠
29:42그 표준 환원전이라고 하는 게
29:45지금 우리가 지금 환원시키는 방향으로 가는 거잖아요
29:47그래서 얘가 이제 뭐 K3가 환원될 거냐
29:51FE가 환원될 거냐
29:52뭐 이런 등등 여러 가지가 있는데
29:54얘는 전해질이니깐 기본적으로 환원되면 안 되는 애들이고
29:57그럼 전해질에서 얘가 환원 안 되면
30:00키포테셜은 얘도 환원되는 거 아니겠네요
30:02그러니까 기본적으로
30:03크카나마 아라펜이 앞서 많이 얘기했던 것 중에
30:06크, 카나, 마, 리튬 그 앞에 있고
30:11알 뭐 이런 정도의
30:12얘네들은 물속에서 거의
30:14폭발적으로 반응하는 애들이기 때문에
30:15얘네들은 산화 또는 환원시킬 수가 없는 종이들이에요
30:20그래서 여기서도 마찬가지로
30:22얘네들을 기본적으로 전해질을 쓰는 이유는
30:25굉장히 안정해서
30:27웬만한 포텐셜에서는 얘네들이 반응할 수가 없거든요
30:29그래서 이제 뭐 이런 애들을 가지고
30:33이제 이 반응을 시키는데
30:35지금 보시는 것처럼 환원시키는 반응에서
30:38특정 전압에서 얘가 환원되기 시작했죠
30:41근데 이제 쭉 올라가는 거는
30:43전압이 높아지니까
30:45더 많은 화학종들을 끌고 올 수 있고
30:48얘가 어느 포텐셜 이상 가서는
30:51더 이상 그 포텐셜을 올리는 게
30:54얘를 그
30:56언데까지
30:57더 높은 전압이니까 더 빨리 와
30:59이거를 원래는 이제 적용해야 되는데
31:01여기까지 쭉 오는데
31:02지금 이미 이걸로도
31:04디퓨전 끌고 오는 정도가
31:07이미 이제 벅찬 거죠
31:08그러다 보니까 이제 다시 내려가기 시작합니다
31:10그러니까 디퓨전만 빠르다면 얘는 계속 올라가는 게 맞아요
31:14그렇죠
31:15근데 디퓨전이 안 되다 보니까
31:17화학종이 부족해서 내려가는 건데
31:19그렇다면 이거는
31:21매우 디퓨전 코에피션트 하고
31:24관련이 있는 값이겠죠
31:26그렇죠
31:27여기 밑에 이제 뭐 쭈르륵 쭈르륵 적혀 있는데요
31:29이게 이제 좀 전에 제가 얘기했던 내용들을
31:32그리고 다시 이제 돌아가게 되면
31:34포텐셜을 지금 반대로 바꾸잖아요
31:36그래서 다시 돌아가게 되면 걔네들이
31:38좀 전에 환원됐던 화학종들이
31:40다시 이제 산화되기 시작합니다
31:42그래서 둘 사이에 보면
31:44처음에 이 포텐셜이 사실 환원전이었으니까
31:47걔가 다시 여기서 산화되어야 되는 거잖아요
31:50근데 이 차이가
31:52전자 몇 개냐에 따라서
31:54예를 들어 전자 한계 시스템
31:56실버 시스템이면
31:57뭐 이제 몇 볼트
32:00제가 뒤에 다시 설명드릴 텐데요
32:03그 다음에 이제 59mm 볼트
32:05뭐 이런 등등의 차이가 있으면
32:07그런 정도까지는 리버서블 하다
32:09근데 이 차이가 굉장히 크다
32:11그럼 서로 이제 리버서블 하지 않다
32:14이렇게 이제 정의를 내리게 됩니다
32:18그래서 이제 요게 제가 이제 결국 얘기하는
32:21세부치크 랜들 세부치크 이코에이션인데요
32:25그래서 요 위에 있는 값들은 사실
32:28위에 이제 약간 잘린 이 값들은
32:30요기 밑에도 이제 제가 적어놨습니다
32:3259mm 볼트
32:34요게 이제 앞서 제가 잠깐 얘기한 것처럼
32:3559mm 볼트
32:37애니콜 1일 때는 59mm 볼트 정도까지
32:55해당하면
32:56아
32:56이 시스템이 리버서블 하구나
32:58이렇게 얘기할 수 있습니다
33:00그래서 이제 이 식을 가지고
33:03아까 지금 랜들 세부치크 이코에이션
33:05앞서 보여드린 거하고 조금 다르게 표시되어 있죠
33:08이게 원래 기본적으로는 랜들 세부치크 이코에이션이
33:12앞서 때 있던 것들을 약간
33:14이제 뭐 이런 저런 식에 의해서
33:15그 픽스로우드 뭐 이런 등등도
33:18다 적용해서 요렇게 표시되는데요
33:20랜들 세부치크 이코에이션 체코 사람이랍니다
33:24그래서 요 식에 의해서
33:27패러데이 컨스탄트 그죠
33:29그 다음에 N은 사실 아까 제가 얘기한 것처럼 반쪽 반응이
33:33전자 1개 시스템이냐 2개 시스템이냐
33:36이게 1개 2개만 있는게 아니라
33:38사실 PT 같은 경우는 6개 전자를 한꺼번에 받아 가거든요
33:41그래서 6개 전자 시스템들도 있어요
33:446개 전자를 한꺼번에 가져간다는게 무슨 의미일까요
33:47사실 저도 잘 몰라요
33:49그런데 이제
33:52전자 4개를 만 주면 반응이 안 일어나고
33:56그러니까 6개를 한꺼번에 주는 반응이 돼야
34:00실제로 반응이 일어나는 그런게 있습니다
34:03신기하죠
34:04그래서 이게 패러데이 컨스탄트
34:08그 다음에 전자 몇개의 시스템인가
34:11그 다음에 에어리아
34:12그 다음에 이제 뭐 기본적인 컨센트레이션
34:15여기 소문자로 적혀있긴 한데
34:18뒷부분에도 보면 루트 안에 또 비슷한
34:21그 상수들이 또 들어가 있어요
34:23뭐 디퓨전 코에피션트 등등
34:26보면 R 도 있고 T 도 있고
34:29요런거 중에서 상수들
34:32전부 다 이제 집어넣는 거죠
34:34뭐 R 값 T 값
34:35디퓨전 코에피션트 안다고 치면
34:37그 값 등등 모르면 모른대로 이렇게 두고
34:40이렇게 놓고 이제
34:44이런 피크빅에서 전류값
34:46최대 전류값은
34:48이렇게 나타난다 라고 하는 거고
34:51그 다음에
34:52이 캐소디픽과
34:54NOD픽의 이 차이는
34:56이 차이는
34:57이렇게 표시된다
34:59라고 하는 거죠
35:00그래서 이 차이가
35:03우리가 N이 1이면 59mV
35:052면 29.5mV
35:08그 근처 정도에 들어오면
35:10리버서블하다 라고 얘기할 수 있다
35:13그러니까 요
35:14사이클릭 볼타맷들이 하나 찍어서
35:17물론 여러 번 찍기도 합니다
35:18이게 계속 돌려서
35:20여러 번 나오기도 해요
35:21그렇게 해서
35:22알 수 있는 정보들이
35:24지금 리버서블 한지 안 한지 알 수 있다
35:27요거고
35:28그 다음에 또
35:29Can Calculate Standard Potential for Half Reaction
35:32반쪽 반응 하나에 대한
35:34캐소딕
35:34Current Potential이 얼마인가
35:36그거 측정할 수 있고
35:37그 다음에 얘가
35:38그 이런
35:40레퍼런스 정극에 해당하는 값이니까
35:42그것들을 다시 정해주면
35:43수소에 대해서
35:45얼마인지
35:45확인할 수 있는 거죠
35:47그 다음에
35:48Number of Electron Involved
35:49Half Reaction
35:50이 N값에 의해서
35:52이 N값이 정해지면
35:54그 N값에 의해서
35:55얘가
35:561개 전자 시스템인가
35:572개 전자 시스템인가
35:59본인이 하는 시스템의
36:01전자가 지금
36:02몇 개가 통째로 움직이는지
36:03알고 싶으면
36:04사이클릭 볼타매트를
36:05한번 찍어보면 되는 겁니다
36:07그래서
36:08이거 2개 해결됐고
36:10밑에 것도 해결됐고
36:11그 다음에
36:12Diffusion Coefficient
36:13도
36:13보통은 사실
36:14이미 알고 있는 경우가 많아요
36:16다른 실험에 의해서
36:17다 결정나 있는 경우가 많으니까
36:19그렇지만
36:20우리가 새로운 것들 가지고
36:21Diffusion 시스템을 알고 싶다면
36:23이제
36:24이걸 변수로 써야 되는 거죠
36:26다른 거 우리가 이미 알고 있는
36:28에어리어
36:28알고 있는 Concentration
36:29알고 있는 전자 시스템
36:31예를 들어
36:32카파 쓰면
36:33카파 유언 가지고
36:35하거나
36:36이러면
36:372라는 거 이미 알고 있고
36:38등등
36:39이런 점 등등으로
36:40거꾸로 Diffusion Coefficient
36:42알아낸다
36:43그러거나
36:45헛소리 한 거 같긴 한데
36:46아무튼
36:47제가 무슨 얘기하는지는
36:49대충 아시겠죠
36:49근데
36:50이제
36:51제가
36:52이게
36:53여기서 중요한 정보
36:54이제
36:54이 인포메이션에
36:55하나 안 적어놓은 게 있는데요
36:56꼭 아셔야 될 것 중에 하나가
36:58에어리어를 구할 수 있다
37:00입니다
37:02유효 면적이 얼마인가
37:04지난번에도 얘기했지만
37:06그
37:07아토미칼리 플랫한
37:09실리콘 표면 같은 경우는
37:10이걸 측정하면
37:11얘가 그냥 면적일 거예요
37:13그런데
37:14어떤 정극은
37:15사실 우리가 이렇게 보이지만
37:16실제로는
37:17막 이렇게
37:18이렇게 돼 있을 수도 있잖아요
37:20이거의 면적은 사실
37:21이런 것들을 다
37:23다 재야만 면적이기 때문에
37:25실제로
37:26우리가 보는 것보다
37:27훨씬 더
37:28많은 면적을
37:29차지할 가능성이
37:30높습니다
37:31이런 면적 어떻게
37:33확인할 수 있는가
37:34바로
37:35이
37:36에어리어를
37:37통해서
37:39우리가
37:39확인할 수 있습니다
37:40그러니까
37:42이미 정해진
37:43이런 시스템
37:45예를 들어
37:46이 철
37:47이가
37:48페로센이나
37:48이런 몇 가지
37:49화학종들이 있는데요
37:50그런 거 가지고는
37:52웬만해서는 거의
37:54뭐 0.01
37:54밀리 볼트도 안
37:55바뀌기 때문에
37:56그거 가지고
37:58사이클릭 볼타맷들이
37:59많이 찌거든요
37:59그러니까 그런 상태에서
38:02어
38:03기본적으로
38:04예를 들어
38:05뭐
38:05음
38:07표면적이 이미 잘 알려져 있는
38:09기준
38:10그러니까 뭐
38:11아토미칼리 플랫한 것들은
38:13뭐 예를 들어
38:14샘사진을 찍어 본다거나
38:15뭐
38:17AFM을 찍어 본다거나
38:18이렇게 해가지고
38:19굴곡이 얼마나 있는지
38:21이미 다
38:21봐서
38:22포토그래피 이런 거 가지고
38:23그
38:24측정한 값들이
38:25있을 수 있잖아요
38:26그러니까
38:27개를 가지고
38:28기본 정극을 하나 가지고
38:30어
38:31이 전류값을 측정하면
38:33그
38:34전류값이 만약에 두 배 나오면
38:36다른
38:37다른
38:37화학
38:37다른 정극으로 썼을 때
38:39두 배 나오면
38:40그렇다면
38:41유효 에어리효가 두 배 많다는 얘기잖아요
38:43그런 거를 측정할 수 있다
38:45라고 하는 것들이죠
38:48그래서 이
38:49그
38:49사이클릭 볼타메트리 별거 아닌 것처럼 보였지만
38:52굉장히 많은 정보를 우리가
38:54거기서 얻을 수 있다
38:55라고 하는 것들을
38:57어
38:58알면 되겠습니다
39:00이러는데
39:01사이클릭 볼타메트리는
39:03그
39:04뭐
39:05다른
39:06포텐시오메트리
39:07전이처법이라고 해서
39:08어
39:09거의 전류가 흐르지 않는
39:10이제
39:11전극 두 개 써놓고
39:12전류가 흐르지 않게끔
39:13잘 맞춰가면서
39:14이때
39:15어
39:16전위가
39:16그러니까
39:17둘 사이에
39:17어떤
39:18볼티지 차이가 얼마인가
39:20이런 것들을 가지고
39:22어
39:23뭐
39:23이제
39:24거기서 이제 볼
39:26볼티지를 조금씩 바꿔가면서
39:27뭐
39:28이제
39:28커런트 값을 읽고
39:30이래가지고
39:30걔네들이 뭔지
39:32뭐 이런 것들을 측정하는 것들이 있구요
39:34저는 사실 이
39:35포텐시오메트리 가지고 뭘 하는 것들을
39:37저도 뭐
39:38전기과학으로
39:39학사
39:40뭐
39:41석사랑
39:42박사 일부를 하고
39:43여태까지
39:44뭐 이런저런
39:45분석법들을 꽤 해봤지만
39:46아
39:47이
39:48포텐시오메트리는 최근에 거의 못 본 것 같고
39:50콜로메트리는 그 산업적으로 많이 사용됩니다
39:54예를 들어
39:55그
39:56방막을
39:56구리 방막을 만들 때
39:59얘네들이 그 특정
40:00그
40:02전류 값으로 들어오게끔 하면 언제나 똑같은 양의 카파가 이제 그
40:07코팅이 될 테니깐 그런 것들을 확인하기 위해서 콜로메트리 같은 것들을 많이 사용합니다
40:12이때는 이제 말씀드린 것처럼
40:15그러니까 특정
40:16그러니까 전압이 자꾸 바뀔 수 있어요
40:18왜냐하면 커런트를 특정하게 하고 싶으니까
40:20그러니까 커런트가 얼마나 들어왔는지는
40:23커런트 값이 바로 이제
40:27그러니까 커런트라고 하는 게 보면 원래 단위 시간 땅 얼마만큼의 전야량이 지나갔는가 이거잖아요
40:34그러니까 i 값을 결국은 1초에 다 받았다고 한다면 그만큼이 결국은 q에 해당하는 것이고 q는 다시 전야량에 해당하는 거니까
40:44예를 들어 na plus에 해당한다면 96500 콜롱이 즉 1몰에 해당한다라고 할 수 있는 거잖아요
40:51그러니까 96500 암페어가 흘러갔다면 1초로 갔다면 1시간에 96500 콜롱이 흘러갔든 어쨌든지 간에
41:02그러니까 96500 콜롱이 흘러가기만 했으면 그건 1몰
41:08나튬 1몰 예를 들어 마그네슘 같은 경우는 0.5몰 그렇죠
41:12이런 식으로 그 구리 같은 경우는 0.5몰이 되겠네요
41:16그러니까 똑같은 양만큼 구리가 코팅됐다 싶으면 그냥 내보내야 되는 거잖아요
41:22그러니까 이때는 콜로메트리가 더 중요합니다 산업적으로는
41:29그래서 이제 그렇게 이제 많은 사람들이 사용하는 이런 정기화학적인
41:34테크닉들이 있습니다
41:36예 오늘 그 기본적인 두 가지 얘기 더 했고요
41:40앞으로도 좀 이제 이런 정기화학적인 다른 정보들을 계속해서 이어가도록 하겠습니다
41:52예 수고하셨습니다
41:54그럼 Unrealennen
41:54좋아 방법은
41:54감사합니다 너무
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