• 제목/요약/키워드: Thermodynamic Equilibrium

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Redox Equilibrium of Antimony by Square Wave Voltammetry Method in CRT Display Glass Melts

  • Jung, Hyun-Su;Kim, Ki-Dong;Kim, Hyo-Kwang;Kim, Young-Ho
    • 한국세라믹학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.1-5
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    • 2007
  • Fining and homogenization of melts during batch melting is closely related to the redox reaction of polyvalent element M (M: Sb, As etc), $M^{(x+n)+}+n/2O^{2-}{\rightarrow}M^{x+}+n/4O_2$. In this study, square wave voltammetry (SWV) measurements were performed to examine the redox behavior of an antimony ion in cathode ray tube (CRT) glass melts. According to results, well-separated two peaks are shown at low temperature while only one peak is shown at high temperature in voltammograms, which reveals that redox reaction of antimony consist of two steps: $Sb^{5+}/Sb^{3+}\;and\;Sb^{3+}/Sb^0$, depending on the temperature. Based on the peak potential shown in the voltammogram, the thermodynamic data and the redox ratio for two redox couple were determined.

천연 물질을 이용한 이산화탄소 하이드레이트 형성 억제 (Natural Inhibitors for $CO_2$ Hydrate Formation)

  • 사정훈;이보람;박다혜;한건우;전희동;이건홍
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.122.1-122.1
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    • 2011
  • The motivation for this work was the potential of hydrophobic amino acids such as glycine, L-alanine, and L-valine to be applied as thermodynamic hydrate inhibitors (THIs). To confirm their capabilities in inhibiting the formation of gas hydrates, three-phase (liquid-hydrate-vapor) equilibrium conditions for carbon dioxide hydrate formation in the presence of 0.1 to 3.0 mol% amino acid solutions were determined in the range of 273.05 to 281.45 K and 14.1 to 35.2 bar. From quantitative analyses, the inhibiting effects of the amino acids (on a mole concentration basis) decreased in the following order: L-valine > L-alanine > glycine. The application of amino acids as THIs has several potential advantages over conventional methods. First, the environmentally friendly nature of amino acids as compared to conventional inhibitors means that damage to ecological systems and the environment could be minimized. Second, the loss of amino acids in recovery process would be considerably reduced because amino acids are non-volatile. Third, amino acids have great potential as a model system in which to investigate the inhibition mechanism on the molecular level, since the structure and chemical properties of amino acids are well understood.

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열역학 평형 계산을 이용한 점화제의 점화반응 분석 (Equilibrium Analysis on the Pyrotechnic Reactions of Igniters)

  • 엄기헌;김경민;원용선
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1036-1037
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    • 2017
  • 본 연구는 3종류의 점화제(BKNO3, THPP, ZPP)에 대한 노화 반응을 수행하였다. 점화제의 수명은 대기에 포함된 산소와 수분의 영향을 받는다. 예를 들면 $BKNO_3$의 경우 산소, 수분과 결합하여 산화물 또는 수산화물의 형태로 반응이 이루어진다. 이러한 반응은 점화 반응에 있어서는 좋지 않으며, 점화제의 노화 현상의 분석에 있어 매우 중요한 정보가 될 수 있다. 열역학 계산은 점화제의 초기온도, 조성 등으로써 화염온도를 계산하며, 그로써 노화 반응을 설명할 수 있다. 노화에 의해 점화제가 불완전 연소 되었다면, 화염온도는 완전 연소 되었을 경우보다 낮은 범위에서 형성될 것이다. 본 연구에 대한 결과가 점화제의 노화 반응 분석에 대한 뒷받침이 될 것으로 기대된다.

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Adsorption of Bisphenol A Using Dried Rice Husk: Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies

  • Balarak, Davoud;Mostafapour, Ferdos Kord;Lee, Seung Mok;Jeon, Choong
    • 공업화학
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    • 제30권3호
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    • pp.316-323
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    • 2019
  • The adsorption of bisphenol A from an aqueous solution onto dried rice husk was investigated. Batch adsorption experiments were performed as a function of the pH, contact time, bisphenol A concentration, adsorbent dose and temperature. The concentration of Bisphenol A was measured by HPLC. The results showed that bisphenol A removal was highest at a solution pH value of 3, adsorbent dose of 4 g/L, and contact time of 75 min. The bisphenol A removal percentage decreased from 99.1 to 66.7%, when the bisphenol A concentration increased from 10 to 200 mg/L. The Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetics provided the best fit for the experimental data. Thermodynamic parameters such as ${\Delta}G^0$, ${\Delta}H^0$ and ${\Delta}S^0$ were also evaluated and it was found that the sorption process was feasible, spontaneous and exothermic in nature. Overall, the studied absorbent can be used as an effective and low cost material to treat the industrial wastewater and aqueous solution containing phenolic compounds.

Equilibrium and kinetic studies of an electro-assisted lithium recovery system using lithium manganese oxide adsorbent material

  • Lee, Dong-Hee;Ryu, Taegong;Shin, Junho;Kim, Young Ho
    • Carbon letters
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    • 제28권
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    • pp.87-95
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    • 2018
  • This study examined the influence of operating parameters on the electrosorptive recovery system of lithium ions from aqueous solutions using a spinel-type lithium manganese oxide adsorbent electrode and investigated the electrosorption kinetics and isotherms. The results revealed that the electrosorption data of lithium ions from the lithium containing aqueous solution were well-fitted to the Langmuir isotherm at electrical potentials lower than -0.4 V and to the Freundlich isotherm at electrical potentials higher than -0.4 V. This result may due to the formation of a thicker electrical double layer on the surface of the electrode at higher electrical potentials. The results showed that the electrosorption reached equilibrium within 200 min under an electrical potential of -1.0 V, and the pseudo-second-order kinetic model was correlated with the experimental data. Moreover, the adsorption of lithium ions was dependent on pH and temperature, and the results indicate that higher pH values and lower temperatures are more suitable for the electrosorptive adsorption of lithium ions from aqueous solutions. Thermodynamic results showed that the calculated activation energy of $22.61kJ\;mol^{-1}$ during the electrosorption of lithium ions onto the adsorbent electrode was primarily controlled by a physical adsorption process. The recovery of adsorbed lithium ions from the adsorbent electrode reached the desorption equilibrium within 200 min under reverse electrical potential of 3.5 V.

Glycerol-물 계에 대한 등압 기액평형의 측정과 상관관계 (Measurements and Correlations of Isobaric Vapor-Liquid Equilibrium for Glycerol-Water Systems)

  • 노선균;강춘형
    • 공업화학
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    • 제8권6호
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    • pp.893-900
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    • 1997
  • 기상 재순환 평형조를 사용하여 대기압 이하의 여러 압력에서 glycerol-물 계에 대한 기-액 평형을 측정하였다. 이 연구에서 고려한 이성분계는 비등점 차이가 매우 큰 성분들로 구성되어 있다. 비등점의 차이가 큰 혼합물의 경우, 순수한 성분으로부터 유추할 수 있는 물리적 특성은 실제 혼합물의 특성과는 매우 다르므로 정확한 혼합물의 특성을 이해하지 않으면 안된다. 특히 비등점이 높은 성분의 액상농도가 증가하면 혼합물의 비등점이 급격하게 높아지는 현상이 일어난다. 그러므로 실제공정의 효율적 운전을 위해서는 비이상성 혼합물의 상평형에 관한 정보가 필수적이다. 측정한 기-액 평형 데이터는 UNIQUAC 모델을 이용하여 정확하게 상관관계 시킬 수 있었다. 또한, 데이터의 건전성을 확인하기 위하여 열역학적 건전성 테스트를 수행하였다.

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제올라이트에 의한 Brilliant Green의 흡착에 대한 평형, 동역학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Study on Equillibrium, Kinetic, Thermodynamic Parameters for Adsorption of Brilliant Green by Zeolite)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권1호
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    • pp.112-118
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    • 2018
  • 제올라이트에 대한 수용액으로부터 brilliant green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도(10-30 mg/L), 접촉시간(1-24 h) 및 흡착온도(298-318 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich 및 Dubinin-Radushkevich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식과 Freundlich 식에 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.041{\sim}0.057$)와 Freundlich 상수값(1/n=0.30~0.47)은 제올라이트에 의한 brilliant green의 흡착이 효과적인 공정이 될 수 있음을 나타냈다. Dubinin-Radushkevich 식에 의해 평가된 흡착 에너지값(1.564~1.857 kJ/mol)은 물리흡착에 해당하였다. Brilliant green의 흡착 동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞았으며, 입자내 확산식에 잘 따랐다. 흡착 특성을 평가하기 위하여 주로 활성화에너지, Gibbs 자유에너지, 엔탈피 및 엔트로피와 같은 열역학 파라미터가 계산되었다. Gibbs 자유에너지-10.3~-11.4 kJ/mol), 엔탈피(49.48 kJ/mol) 및 활성화에너지(27.05 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착 공정임을 나타냈다.

Ubiquitin 폴딩 intermediate의 열역학적 특성 (Thermodynamic Properties of Ubiquitin Folding Intermediate)

  • 박순호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권1호
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    • pp.33-40
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    • 2004
  • Ubiquitin 폴딩 반응의 초기에 나타나는 transient 폴딩 intermediate 상태의 열역학적인 특성을 연구하였다. 온도와 화학변성제의 농도를 바꾸어주면서 측정한 폴딩 kinetics의 결과로부터 unfolded 상태와 intermediate 상태의 평형상수 및 자유에너지를 quantitative kinetic modeling을 통하여서 구하였으며 또한 온도에 따른 자유에너지의 변화로부터 unfolded 상태에서 intermediate 상태로 전환될 때의 열역학적 함수인 ${\Delta}H,\;{\Delta}S,\;{\Delta}C_p$를 구하였다. Ubiquitin이 unfolded 상태에서 intermediate 상태가 될 때의 ${\Delta}C_p$는 unfolded 상태에서 native 상태로 되는 과정의 ${\Delta}C_p$의 약 80% 정도 되었다. 이것은 intermediate가 native 상태에 가까운 매우 조밀한 구조를 이루고 있는 ensemble state임을 나타낸다. 상온에서의 ${\Delta}H$는 양의 값을 보였다. 이는 ubiquitin의 unfolded 상태에서 소수성 잔기 주위에 위치한 물 분자의 규칙적인 구조가 intermediate 상태가 될 때 와해되기 때문이라고 여겨진다. 이러한 양의 enthalpy는 자유로워진 물 분자에 의한 전체 계의 entropy의 증가에 의하여서 보상되어 unfolded 상태에서intermediate 상태로의 전환은 음의 자유에너지를 갖게 되며 폴딩 반응의 초기에 관찰되는 것으로 여겨진다.

연료 과농 가스발생기의 연소 가스 물성치에 관한 연구 (Study on Combustion Gas Properties of a Fuel-Rich Gas Generator)

  • 서성현;최환석;한영민;김성구
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.56-60
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    • 2006
  • 액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 O/F ratio에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 액체산소/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 O/F ratio 변화에 따른 연소 생성 가스의 온도를 계측하였다. 또한 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 연소 가스의 열역학적 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 화학평형코드 결과를 통해 구한 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 경향 및 유사한 값을 가지는 것으로 밝혀졌으며 이는 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 결과를 확인하였다.

입상활성탄에 의한 수용액으로부터 오로라 레드의 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies on Adsorption of Allura Red from Aqueous Solution by Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제25권4호
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    • pp.430-436
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    • 2014
  • 오로라레드(Allura Red, AR)는 수용성의 유해한 타르계 식품착색제(적색 40호)이다. 역청탄계 입상활성탄을 사용한 AR의 회분식 흡착실험은 흡착제의 양, 초기농도, 접촉시간과 흡착온도를 조작변수로 선택하여 수행되었다. 흡착평형자료를 가지고 Langmuir와 Freundlich 및 Temkin 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수($R_L$) 값으로부터 입상활성탄이 AR을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin parameter, B의 값은 1.62~3.367 J/mol로 흡착공정이 물리흡착임을 나타내었다. 흡착속도실험으로부터, 입자내확산속도상수($k_m$)는 온도증가와 함께 커졌으며, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞았음을 알았다. 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들을 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. Gibbs 자유에너지변화값(${\Delta}G$ = -7.02~-8.79 kJ/mol)과 엔탈피변화값(${\Delta}H$ = + 82.2 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 자발적이고 흡열과정임을 알았다.