• 제목/요약/키워드: Enthalpy and entropy

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투각섬석-처마카이트 각섬석 고용체의 고압합성 및 화학적 성질 (High-Pressure Synthesis and Chemistry of Amphibole Solid Solutions along the Joint Tremolite-Tschermakite)

  • 조문섭
    • 한국광물학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.1-6
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    • 1990
  • Clacic amphiboles along the tremolite (Tr)-tschermakite(Ts) joint were synthesized using a piston-cylinder appratus. At 750-85$0^{\circ}C$and 12-2 kb, amphibole+corundum coexist with zoisite($\pm$talc, chlorite, and Mg-staurolite), but with anorthite($\pm$cholorite, spinel, pyroxenes, and sapphirine) at lower P. At 90$0^{\circ}C$, amphibole+corundum+clinopyroxene($\pm$anorthite, forsterite, sapphirine, and garnet) are stable over the P range 12-18 kb. These amphibole-bearing assemblages are replaced at high P by clcinopyroxene+talc+chlorite+zoisite at 650-75$0^{\circ}C$, and at higher temperatures by garnet+clinopyroxene($\pm$zoisite, orthopyroxene, and Mg-staurolite). Synthetic amphiboles with Ts>~45 mol% contain as much as 0.15 excess cations per formula unit(pfu) based on 23 oxygens(anhydrous formula), whereas less tschermakitic ones are deficient in cation occupancy by up to 0.18 pfu. This trend is attributed to the 야/trioctahedral substitution in Ca-amphiboles. Compositions of synthetic amphiboles display systematic changes with P and T governed by coexisting mineral assemblages. The Ts content (=[8-Si-Na]/2) increases with increasing T( Ts/ T=~0.1 nik% K-1) in the range 750-85$0^{\circ}C$, but remains nearly constant at 850-90$0^{\circ}C$. Pressure dramatically affects the Ts content of Ca-amphiboles:it increases with P at 8-12 kb( Ts/ T=2-3 mol% K-1), but significantly decreases at 12-21 kb( Ts/ P=-2.5 mol% Kb-1). Hence, the most tschermakitic amphiboles, containing 60$\pm$5 mol % Ts, or 1.2$\pm$0.1 tetrahedral Al, occur at 12 kb and 850-90$0^{\circ}C$. Compositions of Ca-amphiboles defined by a simple reaction, 3 Tr+2 zoisite+7 corundum+H2O=5 Ts, are reversed and used to estimate thermodynamic parameters of tschermakite assuming ideal mixing of Tr-Ts solid solutions. Predicted standard molal entropy and enthalpy of tschermakite are : S$^{\circ}$of Tr-Ts solid solutions. Predicted standard molal entropy and enthalpy of tschermakite are : S$^{\circ}$=566.9$\pm$13.7 J mol-1K, -1and H$^{\circ}$=-12518.36$\pm$15.17 kJ mol.-1

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활성탄에 의한 Acid Fuchsin 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학 특성치에 대한 해석 (Analysis on Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Properties for Adsorption of Acid Fuchsin Dye by Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권3호
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    • pp.458-465
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    • 2020
  • 활성탄에 의한 acid fuchsin (AF) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학적 특성치를 흡착제의 양, pH, 초기 농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. 활성탄을 사용한 AF의 흡착에 대한 pH의 영향은 산성(pH 8)에서 흡착백분율이 높은 욕조 현상을 나타냈다. 등온흡착 데이터는 Freundlich, Langmuir, Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 맞춰 보았다. Freundlich 식이 가장 높은 일치도를 나타냈으며, 흡착메카니즘이 다분자층 흡착임을 알았다. 흡착용량은 온도증가와 함께 증가하였다. Freundlich의 분리계수는 이 흡착공정이 적합한 처리공정임을 나타냈다. Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 AF의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞았다. 입자내 확산 모델에 의해 흡착점에서의 표면 확산이 율속단계로 평가되었다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 각각 21.19 kJ/mol, 23.05 kJ/mol 이었다. Gibbs 자유 에너지 변화는 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 진다는 것을 알려주었다. 양의 엔트로피는 이공정이 비가역적이라는 것을 나타냈다. 등량 흡착열은 본질덕으로 물리흡착임을 나타냈다.

Dodecyl Pyridinium Bromide 水溶液中의 Micelle과 Counter-Ion 間의 解離-再結合反應에 對한 超音波에 依한 反應速度論的 硏究 (Acustic Study on the Kinetics for the Dissociation-Recombination Reaction between Micelle and Counter-ion in Dodecyl Pyridinium Bromide Solution)

  • 이근무
    • 대한화학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.73-79
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    • 1973
  • 界面活性劑 dodecyl pyridinium bromide(D.P.B.) $20^{\circ}C$ 濃度 5∼100mM 水溶液中에서 0.1Mc~90Mc 超音波의 吸收 係數를 測定정하였다. 監 存在 與否에 關係없이 臨界 micelle 濃度(c.m.c.)以上의 濃度에서만 超音波超過 吸收가 觀測되었다. 超音波 吸收 曲線에서 D.P.B.水溶液 60mM附近에 超過 吸收 및 relaxation 振動數의 不連續的인 變化를 觀測하였다. 또 粘性係數, 電氣傳導度, 超音破速度들의 濃度曲線 에서도 같은 濃度에서 不連續的인 變化를 나타낸다. 따라서 이 濃度 附近에서 D.P.B.의 micelle의 性質에 變化가 일어나고 있다고 結論지을 수 있다. 超音波超過 吸收의 mechanism은 $M_2{\rightleftharpoons}M_1+2Br^-$ 反應에 基因됨을 알았다. 여기서 $M_2$,$ M_1$은 다른 型의 micelle이다. 正, 逆方向의 反應速度常數는 各各 $6.9 {\times} 10^5 sec^{-1)$, $6.7{\times}10^{10}sec^{-1}mole{-2}$임이 觀測되었다. 이 反應 mechanism의 自由 에너지, enthalpy, entropy 및 活性化에너지를 算出하였다.

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입상 활성탄에 대한 New Fuchsin 염료흡착의 등온선, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Isotherms, Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies of New Fuchsin Dye Adsorption on Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제25권6호
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    • pp.632-638
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    • 2014
  • 입상활성탄을 사용하여 new fuchsin 염료를 흡착하는데 필요한 흡착등온선과 흡착동역학 및 열역학 파라미터들에 대하여 조사하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 가장 잘 맞았으며, 등온흡착평형관계로부터 Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수를 평가한 결과, 분리계수값이 각각 $R_L$ = 0.023, 1/n=0.198로 입상활성탄에 의한 new fuchsin 염료의 흡착조작이 유효한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. Dubinin-Radushkevich 식으로 구한 흡착에너지값(E = 0.002 kJ/mol)과 Temkin 식으로부터 구한 흡착열상수값(B = 1.920 J/mol)으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 흡착반응은 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식과 비교하여 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자 내 확산이 흡착공정의 지배단계이었다. 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(92.49 kJ/mol)과 활성화에너지값(11.79 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행되었다. 또한, 엔트로피 변화값이 313.7 J/mol K로 흡착공정의 무질서도가 증가하였다. 온도가 올라갈수록 자유에너지값이 감소하는 것은 활성탄에 대한 new fuchsin 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

입상 활성탄에 의한 Quinoline Yellow의 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학에 관한 연구 (Study on Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic for Adsorption of Quinoline Yellow by Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제20권1호
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    • pp.35-41
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    • 2014
  • 본 연구에서는 입상 활성탄($8{\times}30mesh$, $1,578m^2/g$)을 사용하여 quinoline yellow 염료를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학 및 열역학에 대하여 조사하였다. 등온흡착평형관계를 검토한 결과, 평가된 Langmuir 식의 상수($R_L=0.0730{\sim}0.0854$)와 Freundlich 식의 상수(1/n = 0.2077~0.2268)로부터 입상 활성탄에 의해 quinoline yellow를 적절하게 흡착처리 할 수 있음을 알았고, Temkin 식의 상수(B = 15.759~21.014 J/mol)와 Dubinin-Radushkevich 식의 상수(E = 1.0508~1.1514 kJ/mol)로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 흡착공정은 입자내세공확산과 표면확산의 두단계로 진행됨을 알았다. 유사이차반응속도식을 적용한 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(+35.03 kJ/mol)과 활성화에너지값(+35.137 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행됨을 알았다. 또한 엔트로피 변화값(+134.38 J/mol K)은 흡착공정의 무질서도가 증가한다는 것을 나타내었고, 온도가 올라갈수록 자유에너지값이 감소하는 경향을 보인 것은 활성탄에 대한 quinoline yellow의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

N-Alkyl Pyridinium Bromide류의 계면활성에 대한 열역학적 특성 (Thermodynamic Characteris tics of Surface Activities of N-Alkyl Pyridinium Bromide)

  • 김영찬;김동식;정순옥;손병청
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.105-114
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    • 1991
  • In relation to the preparation of Langmuir-Blodgett thin film, four kinds of N-alkylpyridiniurn bromide were synthesized. The values of surface tensions of these materials, measured with a Traube stalagmometer, gave the relationship between the critical micells hydrophobic radical and between CMC and temperature. Values of thermodynamic properties(${\Delta}H^0_m,\;{\Delta}S^0_m,\;{\Delta}G^0_m,$) for the formatoin of micelle were also obtained. Experiments gave the following results; at the temperature range between 40 and 60$^{\circ}C, CMC of Hexadecyl-, Octadecyl-, Eicosyl-, and Docosyl-Pyridinium Bromide were $7.64{\times}10^{-4}{\sim}9.13{\times}10^{-4},\;3.85{\times}10^{-4}{\sim}4.60{\times}10^{-4},\;2.00{\times}10^{-4}{\sim}2.39{\times}10^{-4},\;and\;1.07{\times}10^{-4}{\sim}1.28{\times}10^{-4}$ mol/l, respectively. Surface tension, ${\Gamma}_{CMC}$, of those were 33.49${\sim}$36.00, 34.78${\sim}$37.61, 35.49${\sim}$37.61 and 38.76${\sim}$55.80 dyne/cm, respectively, The relationship between CMC and the mumber of carbon atoms in the hydrophobic radical, N was expressed as follows : Log(CMC)=A-BN where A and B are constants. At the temperature range between 40 and 60$^{\circ}C$, the change of Gibbs evergy (${\Delta}G_m$) for one methylene group ($-CH_2-$) were -0.65RT, respectively, The minus values of enthalpy change (${\Delta}H_m$) suggest that the formation of micelle is exothermic. Additionally, the overall increase in the entropy change (${\Delta}S_m$) with respect to the temperature increase suggests that the formation of micelle is attained by a exothermic enthalpy directed process.

활성탄에 의한 아마란스 염료의 흡착동력학에 관한 연구 (Study on Adsorption Kinetic of Amaranth Dye on Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제17권2호
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    • pp.97-102
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    • 2011
  • 입상활성탄에 의한 아마란스 염료의 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 아마란스 염료의 흡착동력학적 연구는 298, 308, 318 K에서 초기농도 100, 200, 300 mg/L의 수용액을 가지고 수행하였다. 입상활성탄에 의한 아마란스 염료의 흡착 평형관계는 298K에서 Langmuir 등온식이 잘 적용되었다. 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식을 사용하여 동력학 실험값을 평가한 결과, 유사이차반응속도식이 더 잘 맞았으며, 속도상수($k_2$) 값은 아마란스 초기농도 100, 200, 300 mg/L 에 대해 각각 0.1076, 0.0531 및 0.0309 g/$mg{\cdot}h$로 조사되었다. 활성화에너지, 표준엔탈피, 표준엔트로피 및 표준자유에너지를 평가하였다. 조사된 표준자유에너지값은 초기농도 200 mg/L 에서 -5.08 ~ -8.10 kJ/mol로 자발적인 공정임을 알 수 있었다. 엔탈피변화량이 양의 값인 38.89 kJ/mol을 나타내어 활성탄에 대한 아마란스 염료의 흡착이 흡열반응으로 일어난다는 것을 알 수 있었다.

역상 액체크로마토그래피에서 Co(II)-Dithiocarbamate 킬레이트의 머무름 거동에 관한 연구 (A Study on the Retention Behavior of Co(II)-Dithiocarbamate Chelates in Reversed Phase-High Performance Liquid Chromatography)

  • 이원;김은경;안혜숙;이정한
    • 분석과학
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    • 제12권5호
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    • pp.387-396
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    • 1999
  • 역상 액체크로마토그래피에서 몇가지 Co(II)-dithiocarbamate(DTC)의 머무름 거동을 고찰하였다. 얻어진 머무름 자료들을 van't Hoff plot하여 킬레이트가 이동상으로부터 정지상으로 전이하는 엔탈피와 엔트로로피를 각각 계산하였다. 엔탈피값에 대한 In k'의 의존성을 조사한 결과 이동상중 유기 용매의 비가 증가할수록 감소하였다. 그리고 $-{\Delta}H^0$와 In k를 도시한 직선의 기울기로부터 구한 보정 온도(${\beta}$)는 765.3-888.5 K 범위이었다. 따라서 DTC 킬레이트들의 머무름 거동은 온도변화에 무관하게 일정하며, 주로 소용매성 효과에 영향을 받는다는 사실을 확인하였다. 아울러 머무름 실험식 $log\;k^{\prime}=log\;{k_w}^{\prime}-S_{\varphi}$으로부터 얻어진 S 지수와 log k'과의 선형관계로부터, S 지수는 주로 DTC 킬레이트와 이동상의 상호작용에 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

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動的 NMR에 依한 $\alpha$-Chlorobenzyl Ethyl Ether의 이온解離速度에 關한 硏究 (A Study on the Ionic Dissociation Rate of $\alpha$-Chlorobenzyl Ethyl Ether by Dynamic NMR Spectroscopy-Chlorobenzyl Ethyl Ether by Dynamic NMR Spectroscopy)

  • 김창렬
    • 대한화학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.44-52
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    • 1980
  • 동적 핵자기공명법에 대하여 toluene-$d_8$ 및 carbon tetrachloride 용매속에서의 $\alpha$-chlorobenzyl ethyl ether의 이온해리속도를 측정하였다. 먼저, 동적NMR spectra를 얻고 $J_{AB}, T_2,{\Delta}_{vAB}$ 값 등을 이용하여 computer simulation에 의한 이론spectra를 얻었는데 실측spectra와 매우 잘 일치하였으며, 이로부터 해리속도정수 k를 얻고 이 k의 Eyring plot에 의하여 기울기와 절편의 길이를 알고 이로부터 동력학적 parameter를 얻었다. 이온 해리의 난역도는 용매의 극성에 의존하였으며 활성화 enthalpy는 toluene-$d_8$ 용매중에서 4.7kcal/mole 이었고 carbon tetrachloride 용매중에서 10.7kcal/mole 이었다. 활성화 entropy는 toluene-$d_8$ 용매중에서 -35.8 e.u. 이었고 carbon tetrachloride 용매중에서 -14.4 e.u. 이었다. $S_N$ mechanism의 초기단계로 볼 수 있는 이 이온 해리는 ${\Delta}H^{neq}$ 값이 작아도 비극성 비양자성용매중에서 이온해리가 용역함을 알았으며 작은 ${\Delta}H^{neq}$에 비하여 ${\Delta}S^{neq}$는 음의 큰 값을 가졌음은 주목할 필요가 있다.

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천연가스 정압기지의 압력강하를 이용한 터보팽창기 전력생산 (Turbo Expander Power Generation Using Pressure Drop at Valve Station in Natural Gas Transportation Pipeline)

  • 하종만;홍성호;유현석;김경천
    • 한국가스학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.1-7
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    • 2012
  • 고압으로 수송되는 천연가스를 수요처에 공급하는 정압기지에서는 강제로 감압하여 보내준다. 이 때, 버려지는 압력에너지를 회수하는 방법으로 터보팽창기를 이용한 전력생산이 가능하며, 터보팽창기는 정압과 전력생산의 두 가지 기능을 동시에 수행하게 된다. 터보팽창기에서 생산되는 전력의 양은 유동전후의 엔탈피 차이며, 경제성에 영향을 미치는 주요인자로는 설비비, 전력생산량, 예열량, 전력가격, 가스가격의 5가지이다. 입구와 출구의 압력과 온도 조건이 고정되므로, 전력생산량은 결국 유량에 좌우된다. 따라서, 천연가스 수요의 계절별 수급변화 패턴에 따른 터보팽창기 적정용량을 결정하는 것이 경제성확보의 핵심기술이다. 유동량변화가 심한 경우의 전력생산량 산정법의 algorithm을 제시하였으며 이를 사용한 case study를 수행하였다.