• 제목/요약/키워드: 반응속도 상수

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표준화 반응식을 이용한 탄소섬유의 산화반응 해석 (Evaluation of the Oxidation of the Carbon Fibers by Normalized Rate Equation)

  • 노재승
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.239-239
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    • 2003
  • 탄소재료의 산화반응을 설명한 대부분의 논문은 TGA(Thermo Gravimetric Analysis)를 이용한 연구이다. TGA 장치는 가열이 필요한 물질의 반응연구에 다양하게 이용되고 있는데, 온도에 대한 무게 변화를 간편하게 알 수 있다는 장점과 함께 보편적으로 편리한 Arrhenius형태의 속도식으로 해석된다. 많은 연구자들은 TGA를 이용하여 다양한 탄소재료에 대한 반응속도상수를 구하였으며, 반응기체, 반응온도 및 원료물질에 따라 다른 속도를 나타내는 실험결과를 표준화된 속도식으로 표현하고자 하는 노력이 있었다. 그러나 이런 대부분의 연구는 coal 등과 같은 탄소재료의 연소특성을 이용하려는 에너지 변환 연구가 주를 이루어 왔으며, 탄소섬유의 산화반응에 대한 표준화 식으로 해석한 보고는 거의 없는 실정이다. 이 연구에서는 내부구조가 현격하게 차이나는 다른 두 종류의 피치계 탄소섬유를 TGA를 이용하여 등온 산화반응 시켰다. 반응기체의 종류와 반응온도를 변화시켜 산화반응조건에 따른 중량변화를 관찰하였고, 여러 산화조건에서 얻어진 산화속도를 Kasaoka 등에 의해 제안된 표준화식을 이용하여 산화반응의 평균 속도상수 K와 전환율이 0.5일 때의 속도상수 $k_{f=0.5}$ 결과를 비교하여 산화 반응속도를 정량적으로 해석하고자 하였다.다.

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작은 반응 매질에서 일어나는 촉매 반응 속도에 관한 연구 (Kinetics of Catalytic Reactions Occurring in a Small Reaction Volume)

  • 김중한;성재영
    • 대한화학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.217-222
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    • 2008
  • 본 논문에서는 반응 매질의 부피가 촉매 반응 속도에 미치는 영향을 조사하였다. 단순하지만 정확한 모델에 대한 연구로부터 촉매 반응의 반응 속도 계수는 매질의 부피가 줄어들 수록 증가함을 알게 되었다. 평균 반응속도 상수(average reaction rate constant)는 Collins-Kimball 속도 상수의 일반화 된 형태로 얻어졌는데, 속도 상수는 부피의 효과를 보정해주는 인자를 포함하고 있다. 조사한 모델의 반응물 농도는 전통적 화학 반응론에서 예측되는 지수함수적 감소와는 상당한 차이를 보이는데 이는 기존 화학 반응속도론에서는 무시되는 반응분자 공간 분포의 비평형 확산운동(non-equilibrium diffusive dynamics)의 효과 때문이다. 반응 매질의 부피 가 유한한 점을 고려하면, 반응 시간이 충분히 오래 지났을 때, 기존의 확산지배 반응에서는 예측 되는 않는 지수 함수적 농도 감소가 얻어지는데, 그 속도 상수 역시 반응매질 크기에 의존한다.

경화된 페놀 수지 (SC-1008)의 열분해 반응에 관한 연구(I). (Kinetics of Pyrolysis Degradation of Cured Phenol Resin (SC-1008) (I).)

  • 김연철;강희철;예병한;배주찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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    • pp.137-144
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    • 1996
  • 내열 복합 재료에 사용되는 경화된 페놀 수지(DURITE SC-1008)의 열분해 상수를 알아보기 위하여 Henderson and Freidman 분석법을 이용하여 반응 속도 상수를 구하였다. 가열 속도는 5,10, $20^{\circ}C$/min으로 변화 시켰으며 각각의 중량 감소 곡선으로부터 속도 상수 값을 구하였다. 열분해 반응은 크게 두 구간으로 나누어 진행되었으며 이러한 반응을 모사하기 위하여 반응 구간에 따른 속도 상수 값을 구하였다. 또한 실험 상수 값의 정확성을 확인하기 위하여 이론 열중량 곡선식을 직접 유도하여 상수 값을 대입한 결과 그 차이는 상관 계수가 1.19로써 실제 실험 값과 이론식에서 얻어진 값이 거의 일치되었다 그러므로 열분해 반응을 모사하기 위해서는 변화된 가열 속도에 따라서 중량 감소량을 구한 후 열분해 반응 구간을 분리하여 반응 상수론 구하는 것이 필요하다.

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광산화에 의한 chlorothalonil분해에 관한 연구

  • 이태진;최종덕;박진희;김영식
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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    • pp.113-116
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    • 2002
  • UV/과산화수소법을 적용하여 유기염소계 농약인 chlorothalonil을 분해하는 공정에 있어서 광화학 반응의 효율을 증대시키는 방안으로 과산화수소와 옥살산염의 최적 주입농도를 선정하여 그 제거효율을 비교하였다. 그 결과 UV조사시 과산화수소의 농도가 100ppm일 때 일차반응속도 상수(k)가 0.0869로 가장 높게 나타났으며 옥살산염에서는 1mM일 때 0.1782로 높게 나타남으로써 과산화수소와 옥살산염의 최적 농도를 산출할 수가 있었다. 최적 과산화수소와 옥살산염을 조합하여 UV조사시 반응속도 상수값(k)이 0.1893으로 UV/옥살산염보다도 분해속도가 빠르게 나타났다.

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실리콘 카바이드 박막 제조를 위한 증착 반응연구 (A study on chemical vapor deposition process for the proparation of thin SiC films)

  • 고준호;우성일
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제4권4호
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    • pp.344-353
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    • 1991
  • 무정형 SiC 박막을 수평형 CVD반응기로부터 SiH$_{4}$ 및 H$_{2}$를 반응기체로 하여 실리콘 웨이퍼위에 증착시켜 제조하였다. 박막 성장 속도는 상압에서 650.deg.C와 850.deg.C범위에서 측정되었다. 반응기체의 유량은 1000sccm으로 고정하였으며 SiH$_{4}$와 CH$_{4}$의 유량을 변화시켰다. 증착 반응속도식으로 표면 반응이 율속단계인 Eley-Rideal 모델과 SiH$_{4}$와 CH$_{4}$의 종도에 m차로 비례하는 두가지 속도식을 가정하였다. 증착시간에 따른 SiC 박막두께의 측정으로부터 얻은 증착 반응 속도로부터 회귀 분석법에 의하여 두가지 반응속도식의 반응속도 상수를 구하였다. 얻어진 반응속도식에 의해서 계산된 값과 실험치를 비교한 결과 0.15차의 반응속도식이 Eley-Rideal반응기구보다 약산 더 잘 맞음을 알 수 있으나 두 모델 다 약간씩 실험결과와 차이가 나고 있다. 이것은 본 실험의 증착 조건의 율속단계가 확산 단계와 표면 반응 단계의 전이영역 즉 본 실험의 증착조건에서 확산속도와 표면 반응속도가 비슷하기 때문으로 생각된다. 또한 Eley-Rideal 반응기구에서 부터 얻어진 SiH$_{4}$ 및 CH$_{4}$의 흡착평형상수 $K_{s}$$K_{c}$ 값을 비교하면 1000K이하에서는 $K_{s}$$K_{c}$ 보다 큰 값을 가지는데 이것은 Gibbs 자유에너지 최소화 방법에서 구한 결과와 일치하였다.

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Aniline과 Iodine간의 반응에 있어서 전하이동 착물의 영향 (The Effects of Charge Transfer Complex on the Reaction of Aniline and Iodine)

  • 권오윤;백우현;김응렬
    • 대한화학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.174-179
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    • 1992
  • $CHCl_3,\;CHCl_3 : CH_2Cl_2$(1 : 1), 및 $CH_2Cl_2$ 용매 중에서 aniline과 iodine간의 반응을 전도도법을 이용하여 속도론적으로 조사하였다. 유사 1차반응 속도상수($k_{obs}$) 및 2차 반응속도상수 ($k_{obs}$/[aniline])가 aniline 농도 의존성을 보였다. 실험적으로 구한 2차반응 속도 상수는 aniline 농도 증가와 더불어 증가하였다. 이러한 결과를 반응중간체로서 전하이동 착물생성에 기인하는 것으로 보고, 반응 메카니즘의 설정과 속도식의 유도로부터 착물 생성에 따른 평형상수와 변환에 따른 활성화 파라미터를 계산하였다. 평형상수는 용매의 유전상수의 증가와 더불어 감소하였으며, 1.7-3.7$M^{-1}$의 값을 보였다. 또한 변환의 빠르기는 용매의 극성에 크게 의존하였으며, ${\Delta}H^{\neq}$ 값은 약 14.2kJ/mol, ${\Delta}S^{\neq}$값은 약 -243j/mol K의 큰 음의 값을 나타내었다.

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텅스텐 폴리사이드의 산화반응속도에 미치는 인 도핑 농도의 영향 $\Pi$ (Effects of Phosphorus Doping Concentration on the Oxidation Kinetics of Tungster Polycide ($\Pi$))

  • 이종무;한석빈;임호빈;이종길
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제4권2호
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    • pp.97-104
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    • 1991
  • W/Si의 조성비가 2.6인 CVD텅스텐 실리사이드를 어닐링처리 하지 않고 바로 wet oxidation하여 polycide구조에서 다결정 실리콘 내의 인의 농도가 실리사이드의 산화반응 속도에 미치는 영향을 조사하여 직선-포물선적 속도법칙을 토대로 하여 분석 조사하였다. 텅스텐 실리사이드의 산화속도는 다결정 실리콘 내의 도편트 인의 농도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 직선적 속도상수와 포물선적 속도상수 모두 인의 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 직선적 속도상수에 대한 활성화 에너지는 인의 농도가 증가함에 따라 감소하였으나 포물선적 속도상수에 대한 활성화 에너지는 인 농도와 무관한 것으로 나타났다.

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염화나프탈렌술포닐과 피리딘의 친핵성 치환반응에 대한 용매효과 (Solvent Effect on the Nucleophilic Substitution Reaction of Naphthalene Sulfonyl Chloride with Pyridine)

  • 이익춘;엄태섭;성대동;염걸
    • 대한화학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-8
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    • 1983
  • 단일양성자성용매(메탄올, 에탄올, 1-프로판올)와 단일반양성자성용매(아세톤, 아세토니트릴, 아세토페논, 니트로벤젠) 및 이성분혼합용매계(메탄올-아세톤, 메탄올-아세토니트릴, 메탄올-벤젠)에서 염화나프탈렌술포닐과 피리딘의 친핵성치환반응에 미치는 용매효과를 전기전도도법으로 연구하였다. 단일양성자성용매의 반응속도상수는 유전상수가 큰 쪽에서 크게 관측되었고 반양성자성 용매의 반응속도상수는 유전상수가 큰 쪽에서 작게 나타났다. 아세토니트릴은 유전상수가 큰 반양성자성용매인데도 다른 반양성자성용매들보다 속도상수가 크게 관측되었다. 본 친핵성치환반응에서 용매효과는 ${\pi}^{\ast}$가 중요하고 염소이온의 이탈효과보다 수소결합형성이 전이상태를 안정화시키는데 기여함을 알 수 있었다.

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Styryldiphenylphosphine Oxide의 가수분해 반응 메카니즘에 관한 반응속도론적 연구 (Kinetic Studies on the Mechanism of Hydrolysis of Styryldiphenylphosphine Oxide)

  • 김태린;신갑철;편상용;이석희
    • 대한화학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.429-434
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    • 2000
  • Styryldiphenylphosphine(SDPO)의 가수분해 속도상수를 자외선 분광법으로 측정하여 넓은 pH에서 잘 맞는 반응속도식을 구하였다. pH에 따르는 속도상수의 변화, 가수분해 생성물의 확인, 일반염기 및 치환기 효과 등으로부터 실험 결과에 잘 맞는 반응 메커니즘을 제안하였다. 즉 pH 4.5 이하에서는 phosphine oxide기의 산소에 양성자가 첨가된 다음 탄소 이중결합에 물의 첨가가 일어나 가수분해가 진행되며, pH 4.5-8.0 사이에서는 물분자와 수산와 음이온의 첨가가 경쟁적으로 일어나 반응이 진행되었고, pH 8.0 이상에서는 반응속도 상수가 수산화 음이온의 농도에만 비례함을 알았다.

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Vinylsulfone계 반응성 염료의 가수분해(III) ―혼합이량체의 형성― (Hydrolysis of Vinylsulfonyl Reactive Dyes (III) ―Formation of Mixed Dimers―)

  • Kim, In Hoi
    • 한국염색가공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.9-16
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    • 1994
  • 알칼리 수용액 중에서의 Vinylsulfone(VS)계 반응성염료의 혼합상태의 가수분해 반응을 정량적으로 조사하였다. 혼합이량체의 생성 및 분해반응 속도상수를 각각의 염료의 가수분해반응에서 구한 속도상수를 이용하여 계산하였다. 단독이량체를 생성하는 염료들을 조합하였을 경우에는 혼합이량체가 생성되었다. C.I.Reactive Blue 19가 다른 VS계 염료들과 혼합되었을 경우에는 일반적으로 혼합이량체가 생성되었다. Blue 19와 Orange 16의 조합의 경우에는 낮은 염료농도에서만 혼합이량체가 생성되었으며, Red 22의 경우에는 단독 및 혼합이량체가 생성되지 않았다. 단독이량체가 생성되지않는 Orange 7는 다른 VS계 염료들과의 조합에서 혼합이량체를 생성함을 확인하였다. Yellow 17의 혼합이량체의 분해속도 상수값이 가장 큼을 알 수 있었다.

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