• 제목/요약/키워드: 화학 법칙

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Al($H_2O$)$_6^{3+}$ 이온과 물 용매 분자 사이에서의 수소 이온 교환의 반응속도론적 연구 (Ⅰ) (Kinetic Study of Proton Exchange between Al($H_2O$)$_6^{3+}$ Ion and Bulk Water Molecules (Ⅰ))

  • 조문환;김진호;윤창주
    • 대한화학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.436-442
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    • 1988
  • 알루미늄이온을 함유하는 용액에서 물 분자의 $^1$H-nmr 선나비를 온도와 $H^+$ 농도의 함수로 측정하였다. [$H^+$]=0.06 이상에서 선 나비를 짝을 지지 않는 두-자리 교환 모형으로 분석하였다. 이 분석으로 부터 육수화알루미늄 이온과 용매 물 분자 사이의 양성자 교환속도를 수소 이온 농도의 함수로 얻었다. 이들 반응속도론적 데이타들은 다음과 같은 선형 속도법칙으로 설명하였다. 즉 1/${\tau}$ = $k_1$/12 + $k_2$[$H^+$]/6. 또한 다음과 같은 양성자 교환 파라미터를 얻었다. $k_1^{298}$ = $38.5s^{-1}$ ;${\{Delta}H_1^{\neq}$ = $42.9kJ mole^{-1}$ ;${\{Delta}S_1^{\neq}$ = -48.6J $mole^{-1}K^{-1}$$k_2^{298}$ = $172s^{-1}mole^{-1}$ ; ${\{Delta}H_2^{\neq}$ = $27.8kJ mole^{-1}$ ; ${\{Delta}S_2^{\neq}$ = $-90.3J mole^{-1}K^{-1}$ 이들 활성화 파라미터들은 육수화알루미늄 이온의 산 가수분해와 알루미늄과 수소이온의 수화구들 사이의 양성자 교환이 회합 교환, Ia, 메카니즘의 전이상태를 통해 진행됨을 알려주고 있다.

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기체의 성질에 대한 중·고등 학생들의 오개념에 관한 연구 (The Study of Students' Misconception about the Properties of Gas in Secondary School)

  • 유승아;구인선;김봉곤;강대호
    • 대한화학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.564-577
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    • 1999
  • 본 연구는 학생들이 갖고 있는 입자개념과 분자운동에 관한 개념을 바탕으로 기체의 상태변화, 분자운동, 압력과 부피, 기체법칙 등 기체의 성질과 관련된 중${\cdot}$고등학생들의 오개념을 조사하고, 그 오개념의 분포상황을 고찰함으로서 개념 학습의 효율화를 추구하고, 교사에게는 관련 단원의 학습 전개에 도움을 주고자 하였다. 이를 위해 중학교 3학년 1O0명, 고등학교 2학년 150명을 대상으로 기체의 성질과 관련된 개념조사 문항지를 개발하여 오개념의 유형을 조사하엿다. 그 결과 학생들은 기체의 성질에 대한 다양한 오개념을 가지고 있었으며, 주 오개념은 다음과 같다.(1) '기체 분자들끼리 부딪혀 에너지를 방츨한다' 또는 '기체 분자들 사이에 공기가 채워져 압력이 나타난다'를 비롯하여 '압력이 작용하는 방향은 중력 방향과 관련 있다', (2) 온도에 따른 부피변화에서 '분자가 열을 받으면 분자의 크기가 커져 부피가 증가한다'와 '분자수가 증가해 분자들의 운동이 활발하다', (3) 고도에 따른 압력과 부피 개념에서는 지상에서 높이 을라감에 따라 압력이 낮아지는 것은 온도가 낮아지기 때문이다'와 '기체 분자의 압력은 기체분자의 충돌 수에 반비례한다', (4) '분자의 크기가 다르므로 같은 부피에 존재하는 분자수가 다르다' 등이었다.

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과망간산포타슘에 의한 산화에 바탕을 둔 아미노글리코사이드 항생제의 분광광도법적 정량 (Spectrophotometric Determination of Aminoglycoside Antibiotics Based on their Oxidation by Potassium Permanganate)

  • El-Didamony, A. M.;Ghoneim, A. K.;Amin, A. S.;Telebany, A. M.
    • 대한화학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.298-306
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    • 2006
  • 순수 형태 또는 약제 중 네오마이신과 스트렙토마이신을 신속하게 분석하는 인증된 분광광도법적 방법을 기술하였다. 이 방법은 산성 용액 속에서 기지 과량의 과망간산포타슘으로 약품을 산화시킨 다음 미반응의 과망간산을 아마란스(방법 A), 산성 오렌지 II(방법 B), 인디고카민(방법 C) 및 메틸렌블루(방법 D) 색소로 각각 lmax=521, 485, 610 및 664 nm에서 흡광도를 측정하여 정량하는 방법이다. 네오마이신과 스트렙토마이신의 농도 범위 5-10 및 2-7 mg mL-1에서 Beer의 법칙이 성립되었으며 겉보기 몰흡수계수와 sendell 감도 값은 네오마이신과 스트렙토마이신에 대하여 각각 5.47-6.20´104, 2.35-2.91´105 L mol-1 cm-1 및 7.57-8.59, 5.01-6.2 ng cm-2 였다. 반응에 영향을 미치는 여러 변수를 조사하여 최적화하였으며 이 방법을 순수 Çü태 × 약제 Çü태의 약품에 적용하여 좋은 Á확도와 정밀도로 정량하였다. á제의 방해는 관찰되지 않았으며 얻어진 결과는 공인 석법을 사용하여 얻은 aacute;과와 잘 일치하였다.

충전재 변화에 따른 Chip Scale Package(CSP)용 액상 에폭시 수지 성형물 (Epoxy Molding Compound)의 흡습특성 (The Moisture Absorption Properties of Liquid Type Epoxy Molding Compound for Chip Scale Package According to the Change of Fillers)

  • 김환건
    • 대한화학회지
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    • 제54권5호
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    • pp.594-602
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    • 2010
  • 반도체의 경박단소화, 고밀도화에 따라 향후 반도체 패키지의 주 형태는 CSP(Chip Scale Package)가 될 것이다. 이러한 CSP에 사용되는 에폭시 수지 시스템의 흡습특성을 조사하기 위하여 에폭시 수지 및 충전재 변화에 따른 확산계수와 흡습율 변화를 조사하였다. 본 연구에 사용된 에폭시 수지로는 RE-304S, RE-310S, 및 HP-4032D를, 경화제로는 Kayahard MCD를, 경화촉매로는 2-methyl imidazole을 사용하였다. 충전재 크기 변화에 따른 에폭시 수지 성형물의 흡습특성을 조사하기 위하여 충전재로는 마이크로 크기 수준 및 나노 크기 수준의 구형 용융 실리카를 사용하였다. 이러한 에폭시 수지 성형물의 유리전이온도는 시차주사열량계를 이용하여 측정하였으며, 시간에 따른 흡습특성은 $85^{\circ}C$ and 85% 상대습도 조건하에서 항온항습기를 사용하여 측정하였다. 에폭시 수지 성형물의 확산계수는 Ficks의 법칙에 기초한 변형된 Crank 방정식을 사용하여 계산 하였다. 충전재를 사용하지 않은 에폭시 수지 시스템의 경우, 유리전이온도가 증가함에 따라 확산계수와 포화흡습율이 증가 하였으며 이는 유리전이온도 증가에 따른 에폭시 수지 성형물의 자유부피 증가로 설명하였다. 충전재를 사용한 경우, 충전재의 함량 증가에 따라 유리전이온도와 포화흡습율은 거의 변화가 없었으나, 확산계수는 충전재의 입자 크기에 따라 많은 변화를 보여주었다. 마이크로 크기 수준의 충전재를 사용한 경우 확산은 자유부피를 통하여 주로 이루어지나, 나노 크기 수준의 충전재를 사용한 에폭시 수지 성형물에서는 충전재의 표면적 증가에 따른, 수분 흡착의 상호작용을 통한 확산이 지배적으로 이루어진다고 판단된다.

반응적 교수법에 의한 고등학교 1학년 학생들의 질량 보존과 부피 변화에 대한 사고 변화 분석 (The Analysis of Thought Change of 11th Grade Students related to Conservation of Mass and Volume Change by Responsive Teaching)

  • 조나연;백성혜
    • 대한화학회지
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    • 제64권5호
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    • pp.304-317
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    • 2020
  • 이 연구는 중소도시에 소재한 고등학교 1학년 학생 4명을 대상으로 반응적 교수법의 효과를 알아보았다. 이를 위하여 반응적 교수법의 3단계를 세분화하여 6단계로 구성하였다. 1단계는 학생들의 거시적 생각 드러내기, 2단계는 학생들의 초기 미시적 생각 이끌어내기, 3단계는 입자에 대한생각을 학문과 연결하기, 4단계는 교사가 개입하여 입자에 대한 학습자의 생각을 명료히 하기, 5단계는 학생 생각 심화하기, 6단계는 학생 생각 확장하기였다. 4단계까지의 과정을 통해 질량의 원인은 원자이며, 부피의 원인은 분자라는 학생들의 생각이 명료하게 드러났다. 5단계에서 학생들은 양성자와 중성자가 존재하는 공간을 매우 작으므로 분자 자체의 부피는 무시한다는 개념에 도달하였다. 그리고 생각을 확장하는 6단계에서 입자의 부피를 무시한 질점의 개념으로 분자 운동을 설명하였다. 이를 통해 학생들은 아보가드로의 법칙에서 요구되는 입자의 질량보존과 부피변화의 관계에 대한 관점을 획득하고, 어떤 시스템은 직접 관찰하기에 너무 작거나, 너무 크거나, 너무 빠르거나, 너무 느려서 간접적으로만 연구될 수 있음을 인식하였다.

s-cis-$[Co(eee)Cl_2$]^+ 및 s-cis-$[Co(eee)Br_2]^+ $착이온의 수화반응에 미치는 압력의 영향 (Pressure Dependence on the Aquation of s-cis-[Co(ee)$Cl_2$]+ and s-cis-[Co(eee)$Br_2$]+ ions)

  • 정종재;백성오
    • 대한화학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.318-322
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    • 1988
  • s-cis-$[Co(eee)Cl_2]^+$ 와 s-cis-$[Co(eee)Br_2]^+$ 착이온의 수화반응을 여러가지 온도와 압력하에서 분광광도법으로 연구하였다. 여기서 eee는 $NH_2-CH_2CH_2-S-CH_2CH_2-NH_2이다. 두가지 착물의 수화반응은 속도법칙 Rate = $k_{obsd}$[Co(III)]를 따르고, 속도상수$(k_{obsd})$)는 0.1M $HClO_4,\;40^{\circ}C$에서 s-cis-$[Co(eee)Cl_2]^+$와 s-cis-$[Co(eee)Br_2]^+$가 각각 $0.687{\times}10^{-4}$ $sec^{-1}$$4.10{\times}10^{-4}$$sec^{-1}$이다. 같은 조건에서$[Co(eee)Cl_2]^+$ 와 s-cis-$[Co(eee)Br_2]^+$착이온의 활성화엔트로피$({\Delta}S^{\neq})$는 각각 -15.5eu와 -7.54eu 이고 활성화부피$({\Delta}V^{\neq})$는 각각 $-4.6cm^3mole^{-1}$$-4.2cm^3mole^{-1}$이다. 이들 데이타로부터 수화반응의 메카니즘은 교환해리(Id)메카니즘으로 추론할 수 있다.

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이차전지내 발생하는 수소-산소 혼합기체 재결합용 촉매의 성능 측정 및 이론적 모델 연구 (A Study on the Performance of Catalysts for the Recombination of Oxyhydrogen Gas Generated in Secondary Battery)

  • 김용식;장민환;주재백
    • 전기화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.71-77
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    • 2014
  • 이차전지에서 충전이나 방전시 발생하는 수소-산소 혼합기체의 재결합반응용 촉매들의 성능을 측정하고 모델식을 정립 및 해석하여 실험값과 비교하였다. 전기분해셀을 이용하여 수소-산소 혼합기체를 발생시켰으며 고정층 촉매 반응기를 사용하여 촉매의 성능을 측정하였다. 생성된 물의 양과 전기 분해셀에서 감소된 전해질 양의 비인 수율은 전해셀내 전해질인 KOH의 농도 및 인가전류의 크기가 커질수록 증가함을 보였으며 촉매 1의 성능이 가장 우수하였고 수율은 60%이하의 값을 보였다. 이론적인 패러데이 법칙을 이용하여 계산된 패러데이 수율은 촉매 1의 경우 거의 최대 100%에 가까운 수율도 보여주었다. 여러 촉매들은 유량속도에 따라 물의 생성량의 범위가 5-40 g/day인 성능을 보여주었다. 준균질 촉매 반응기 모델식으로 해석한 결과 반응기 내부의 가장 뜨거운 부분은 유량속도가 커질수록 출구 쪽으로 이동하고 온도는 $440-480^{\circ}K$ 사이였으며 점화온도에는 못 미치는 것으로 나타났다. 반응기 출구에서의 평균 수소농도로부터 계산한 물의 생성량을 실험값과 비교한 결과 유량속도가 약 $0.5cm^3/sec$이하인 경우 모델 결과와 부합됨을 알 수 있었으나 그 이상의 유량속도에서는 차이가 남을 알 수 있었다.

액적 배열의 증발과 착화에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study of Evaporation and Ignition of in-line Array Liquid Droplets)

  • 김충익;송기훈
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.37-47
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    • 1999
  • 부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.

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유동층 전극반응기에서 기체의 유입이 산업폐수로부터 동입자의 회수에 미치는 영향 (Effects of Gas Injection on the Recovery of Copper Powder from Industrial Waste Water in Fluidized - Bed Electrolytic Reactors)

  • 송평섭;손성모;강용;김승재;김상돈
    • 공업화학
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    • 제16권4호
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    • pp.485-490
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    • 2005
  • 유동층 전극 반응기에서 기체의 주입이 산업폐수로부터 동입자의 회수에 미치는 영향을 고찰하였다. 유동층 전극 반응기에서 액체유속(0.1~0.4 cm/s), 전류밀도($2.0{\sim}3.5A/dm^2$) 그리고 투입되는 유동 고체입자의 양(1.0~4.0 wt%)의 일정조건에서 기체의 주입(0.1~0.4 cm/s)이 각 상들의 체류량과 동입자 회수효율에 미치는 영향을 검토하였다. 유동 고체 입자로는 폴리 스틸렌과 DVB (Divinyl Benzene)로 구성된 직경 0.5 mm의 구형입자(swelling 밀도: $1100kg/m^3$)를 사용하였다. 유동층 전극반응기에서 주입되는 기체 유속이 증가함에 따라 고체 체류량과 기체 체류량은 증가하는 반면 액체 체류량은 감소하는 경향을 나타내었다. 반응기내에 기체를 0.1~0.2 cm/s 정도 주입한 경우 기체 주입전에 비해 동 회수율이 증가한 반면 0.3~0.4 cm/s 이상 주입하면 기체 주입전보다 동 회수율은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 유동층 반응기에서 기체 및 액체 유속, 두 전극간 거리 그리고 유동고체입자의 양이 증가함에 따라 동의 회수율은 증가하다가 최대의 회수율을 나타낸 후 점점 감소하는 경향을 나타내었다. 전류밀도가 증가함에 따라서 동의 회수율은 패러데이 법칙에 의해 거의 선형적인 증가를 나타내었다.

대기 중 질소산화물의 건식침적 특성 (Characteristics of Atmospheric Dry Deposition of Nitrogen-containing Compounds)

  • 이승묵;한영지;정장표
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.775-784
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    • 2000
  • 본 연구는 그리스 대체표면을 사용한 건식침적판(knife-leading-edge surrogate surface)과 물표면 채취기(water surface sampler)를 이용하여 질산염(입자상, 가스상)의 전식침적량을 직접 측정하였다. 평균 가스상 건식침적량($8.3mg/m^2/day$) 이 입자상 건식침적량($3.0mg/m^2/day$)에 비해 훨씬 큰 값을 나타내었다. 직접 측정한 질산염의 가스상 건식침적량과 대기 중 질산($HNO_3$) 농도 사이의 선형회귀분석을 통하여 질산의 가스상 질량전달계수률 구하였다. 이와 같이 구한 질산의 질량전달계수는 이산화황($SO_2$)의 질량전달계수의 약 2배가 되는 값을 보여주었다. 특히, 오존주의보시에는 Graham의 확산법칙을 사용하여 이산화황의 질량전달계수로부터 계산한 질산의 질량전달계수와 대기 중 질산 농도와의 곱으로 추정된 질산염의 가스상 건식침적량에 비해, 측정된 건식침적량이 훨씬 높은 값을 나타내는 특이한 현상을 보였다. 이 결과는 질산 외의 가스상 화학종이 질소산화물의 가스상 건식침적량에 영향을 미친다는 사실을 나타내고 있다. 이론적인 계산결과에 의하면 아질산($HNO_2$) 과 PAN이 질소산화물의 가스상 건식침적량에 기여할 가능성이 높은 것으로 나타났다.

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