• Title/Summary/Keyword: pH-Eh

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Physical Chemistry of Eh-pH Diagram (전위 - pH 도표의 물리화학)

  • Lee, Kyu Hwan
    • Journal of the Korean institute of surface engineering
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    • v.50 no.1
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    • pp.46-54
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    • 2017
  • Marcel Pourbaix에 의해 만들어진 Eh-pH 도표는 화학적으로 안정한 상을 pH와 전위 (Potential or Eh)의 관점으로 도시한 것으로서 수용액 내에서 일어나는 화학반응을 부식-방식의 관점에서 이해하데 유용하게 사용되어 왔다. pH (potential of hydrogen)는 수소이온의 농도의 함수이며, Eh는 표준수소전극 (SHE, standard hydrogen electrode) 에 대한 전위를 나타낸다. 수용액에서의 도금 반응은 부식반응의 역반응이라 할 수 있으므로 도금반응도 이 도표를 이용하면 반응에 대한 열역학적 예측이 가능하다. 국내외 전기화학 및 표면공학 관련 교재들을 보면 Eh-pH 도표로 대표되는 열역학이나 분극곡선으로 대표되는 속도론에 대한 설명은 주로 부식의 관점에서 설명이 되어있어 도금을 공부하는 학생들에게는 직접적인 이해가 쉽지 않은 것이 사실이다. 저자는 출연연구소에 근무하면서 새로 들어오는 학연생(대학원생)들의 Eh-pH 도표에 대한 이해도를 알아보면 이 도표를 이해하고 이용할 줄 아는 학생이 거의 없다는 점을 안타깝게 여겨왔다. 최근에는 단순한 금속 도금이 아니라 나노 분말 합성, 반도체 물질 합성 등 여러 가지 공정기술과 응용기술이 수용액에서의 산화-환원 반응을 이용하고 있기 때문에 Eh-pH 도표의 중요성은 더해가고 있음을 느끼고 있었다. 그러던 중, 일본의 표면 처리 학술지인 표면기술(表面技術) (2013년, 64권 2호)에 'Eh-pH 도표의 표면기술에의 응용'이라는 제하의 소특집이 발간되었다. 이 소특집은 6편의 논문으로 되어 있었다. 저자는 이 소특집을 읽는 순간 이 논문들을 번역하여 표면공학회지에 소개를 하면 도금이나 전기화학을 공부하는 학생들에게 큰 도움이 될 것이라는 생각을 하였다. 본 기술해설 논문은 저자가 이 소특집에 게재된 논문을 번역하고 일부 내용은 저자의 의견으로 가감하여 표면공학회 학생 회원 및 기업의 연구원들에게 소개하기 위하여 저역을 한 것이다. 이 논문은 매 호 한편씩 소개할 예정이며, 원문을 읽고 싶다면 표면기술(表面技術)을 참조하길 바란다.

폐광산지역에서 지하수의 암상별 수질 특성

  • 김민;정상용;강동환;김민철;안홍일
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.463-467
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    • 2004
  • 폐광산 지역내 사문암, 석회암 및 호온펠스와 지하수의 수질과의 상호관계를 비교 연구하였다. 암상별로 지하수를 채수하여 산화환원전위(Eh)와 수소이온농도(pH)를 측정하였다. Eh-pH 다이어그램을 작성한 결과 pH는 중성에서 약알칼리성으로 나타났으며, Eh는 -316.5~202.1 mV의 범위로 나타났다. 암상별 지하수의 파이퍼 다이어그램 분석 결과, 사문암 지/ 역에서는 $Mg^{2+}$-SO$_{4}$$^{2-}$ 형, 석회암 지역에서는 $Ca^{2+}$-HCO$_{3}$$^{-}$형이 우세하게 나타났다. 또한 호온펠스 지역에서는 $Na^{+}$+K+와 CO$_{3}$$^{2-}$ +HCO$_{3}$$^{-}$ 성분의 비가 다른 지역보다 높게 나타났다. 국부적인 폐광산 지역에서도 지하수내 주이온성분이 암상별 광물의 특징을 잘 반영하는 것으로 나타났다.

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Study on Spatial Characteristics of Physicochemical Components of Spring Water in Mts. Geumjeong and Baekyang Area Using Kriging (크리깅 기법을 이용한 금정산-백양산 일대 용천수의 물리화학적 성분의 공간적 분포 특성 연구)

  • 함세영;정재열;류상민;강래수
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.12 no.4
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    • pp.439-457
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    • 2002
  • Sping waters at 60 sites and groundwaters at 6 wells in Mts. Geumjeong and Baekyang area were investigated for measuring nine physicochemical components (temperature, pH, Eh, EC, TDS, DO, salinity, alkalinity and discharge rate). The pH of spring waters ranges from 5.06 to 8.38, alkalinity from 7.93 to 102.21 mg/ㅣ, electrical conductance from 9.5 to $270{\;}\mu\textrm{s}/cm$, Eh from 64.2 to 685.9 mV, DO from 4.57 to 12.13 mg/l, and the discharge rate from 4.26 to 182.2 ml/s. General statistics was carried out to analyze statistical characteristics of those components. To compare the components with one another, regression analyses were carried out. And the components of spring waters were compared to those of groundwaters. Kriging was used to estimate the spatial variation of DO, pH, Eh, EC, alkalinity and discharge rate in the study area. The kriged isopleth maps were made using normalized kriged values to find anomalies of the physicochemical components and to compare anomalies of different components.

울산광산 내 비소로 오염된 광미의 자연저감 능력에 대한 pH와 산화-환원 전위 영향

  • Park Maeng-Eon;Seong Gyu-Yeol;Lee Pyeong-Gu;Kim Pil-Geun
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2005.04a
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    • pp.182-185
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    • 2005
  • 울산광산 내 지표수와 토양 중의 공극수에 함유되어 있는 비소의 오염현황을 파악하고, pH와 산화-환원 전위 값의 변화에 따른 자연저감 능력을 평가하였다. 유비철석을 비롯한 비소함유 광물은 높은 산화-환원 전위 값과 낮은 pH 조건에서 해리되며, 이후 지하수의 진화과정에서 pH가 상승함에 따라 주로 5가의 비소형태로 존재하게 된다. 울산광산지역 지하수의 비소농도는 Eh가 높은 비포화대와 포화대 지하수의 경계부에서 높은 경향을 나타내며, 포화대의 상부에서는 Eh가 비교적 일정하나 비소 농도는 다양한 분포양상을 보인다. 포화대 하부에서 비소의 함량은 매우 낮으며, Eh 감소에 따라 비소 함량이 비례적으로 감소한다. 반응경로 과정에서 비소농도는 Eh<-0.1(V)인 지하수 포화대에서 가장 낮으며, pH가 상대적으로 낮고 산화-환원 전위값이 높은 비포화대에서 증가되는 경향을 보인다. 풍화 반응 정도가 높은 광미와 토양에서 비소농도 높으나, 용출실험에서 비소가 기준치 이하로 용출되는 것은 풍화반응과 토양에 의한 비소의 자연저감이 진행되고 있음을 반영한다. RMB를 이용한 중금속 제거능력 평가 실내실험에서, 산성과 알칼리 조건 모두에서 제거율이 높은 것으로 나타났다. 인회석과 철산화물질로 구성된 RMB는 친환경적이고 2차 오염문제를 극복할 수 있는 물질로서, 비소의 자연저감 능력을 향상시킬 수 있는 정화처리제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

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Amylase Production from Haloarcular sp. EH-1 (고호염성 Haloarcular sp. EH-1으로 부터 amylase 생산)

  • 정명주
    • Journal of Life Science
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    • v.12 no.5
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    • pp.570-576
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    • 2002
  • The extremely halophilic archaebacterium Haloarcular sp. EH-1 was isolated from solar salts. Amylae production from Halonrcular sp. EH-1 have been studied. The results obtained were as follows. The optimal medium composition for the production of amylase from Haloarcular sp. EH-1 were soluble starch 1.5%, yeast extract 1.0%, MgSO$_4$ 7h$_2$O 2.0%, KCI 0.1%, NaCl 25% (pH 7.5). The incubation temperature, aeration rate and agitation speed were 4$0^{\circ}C$, 100 $m\ell$ medium / 500 $m\ell$ shaking flask, and 110 rpm. The cell growth and enzymatic activity was highest at 9 days of incubation. So amylase production appeared to be a growth-related phenomenon.

Geochemical Modeling of U Solubility in Groundwater Conditions (지하수에서의 우라늄 용해도에 대한 지화학적 모델링 연구)

  • Cho, Young-Hwan;Han, Kyung-Won;Suh, In-Suk
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.22 no.1
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    • pp.29-35
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    • 1990
  • Uranium solubilities have been calculated for a range of conditions expected in a nuclear waste disposal repository. Variables taken into consideration include the pH and Eh range expected for deep groundeaters, the effect of the composition of groundwater. The model used in these calculations is based on the assumption of chemical equilibrium. Calculations show that the major variables influencing uranium solubility under the repository conditions are pH and Eh. The results of this study can be applied to an assessment of the nuclear waste disposal.

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Solubilities and Major Species of Selenium and Technetium in the KURT Groundwater Conditions (KURT 지하수 조건에서 셀레늄과 테크네튬의 용해도 및 주요 화학종)

  • Kim, Seung-Soo;Min, Je-Ho;Baik, Min-Hoon;Kim, Gye-Nam
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.10 no.1
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    • pp.13-19
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    • 2012
  • The long-lived fission products $^{79}Se$ and $^{99}Tc$ have been considered as the major concern nuclides for the disposal of radioactive waste because of their high solubilities and the existence of anionic species in natural water. In this study, the solubilities of $FeSe_2(s)$ and $TcO_2(s)$, known as respective Solubility Limiting Solid Phase (SLSP) of selenium and technetium, were measured in the KURT (KAERI Underground Research Tunnel) groundwater under various pH and redox conditions. And their solubilities and major species were also calculated using geochemical codes under conditions similar to experimental solutions. Experimental results and calculation for $FeSe_2$ show that the solubility of selenium was found to be below $1{\times}10^{-6}mol/L$ under the condition of pH 8~9.5 and Eh=-0.3~-0.4 V while the dominant species was identified as $HSe^-$. For $TcO_2$, the solubility of technetium was found to be $5{\times}10^{-8}{\sim}1{\times}10^{-9}mol/L$ in the solutions of pH 6~9.5 and Eh<-0.1 V, while the dominant species was $TcO(OH)_2$. However, when the Eh of the solution is -0.35 V, $TcO(OH)_3^-$ and $TcO_4^-$ are calculated as the dominant species at pH 10.5~12 and pH>12, respectively.

Purification and Characteristics of Amylase from Haloarcular sp. EH-1 (Haloarcular sp. EH-1이 생산하는 Amylase의 정제 및 특성)

  • 정명주;박형숙
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.27 no.2
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    • pp.129-135
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    • 1999
  • EH-1 was highest at 9 days of incubation. This regrowth and enzymatic activity of Haloarcular sp. EH-1 was highest at 9 days of incubation. This amylase was purified by acetone fractionation, DEAG-Cellulose column chromatography, 1st Sephadex G-75 gel filtration, CM-Cellulose column chromatography and 2nd Sephadex G-75 gel filtration. The amylase was purified about 98.64 fold with a yield of 11.75%. The molecular weight of amylase was estimated to be about 43,000and 40,000 by gel filtration and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, respectively, suggesting that the enzyme was a monomer. Amylase had an optimal temperature of 4$0^{\circ}C$, and an optimum pH of 7.0, and the thermal stability was observed the above 50% at 10$0^{\circ}C$ after 1 hour, and the stable range of pH was 6.0 to 8.0. The enzymatic activity was increased in the presence of 10 mM 2-mercaptoethanol, slightly by 10 mM SnCl2.2H2O.FeCl2.4H2O.CuCl2.2H2O.HgCl2.6H2O and SDS. End products from soluble starch were glucose, maltose and maltotriose, and Km value for soluble starch was 2.5mg/ml.

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Chemical Changes of Dissolved Sulfur Dioxide In Vitro (In Vitro에서 $SO_2$ 수용액의 화학적 변화)

  • Lee, Mie-Soon;Lee, Su-Rae
    • Applied Biological Chemistry
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    • v.19 no.1
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    • pp.51-56
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    • 1976
  • Chemical changes of dissolved $SO_2$ were followed in vitro system. Varying concentrations of sulfite solution reached similar Eh values 20 hours after preparation. No further increase of Eh values occurred in acidic solutions. Eh values were more greatly increased in neutral solutions than in alkaline solutions, and slightly higher in light than in dark. The decrease of measurable $SO_2$ content tended to be greater with increasing concentrations of sulfite, on exposure to light, and at higher pH values. A larger amount of hydrogen atoms was produced with higher concentrations of $SO_2$ and in neutral to alkaline solutions than in acidic solutions.

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A Treatment of Acid Mine Drainage Using the Rice Stalk and Cow Manure (볏짚 및 우분을 이용한 산성광산배수 정화)

  • 정영욱;민정식;이현주;권광수
    • Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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    • v.4 no.3
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    • pp.116-121
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    • 1997
  • Pilot wetland reactor systems to test acid mine drainage treatment efficiencies for metals were designed and operated at the Dalsung mine and surveyed the operating problems. pH and Eh (redox potential) were measured in situ and anayses of Cd, Pb, As, Zn, Cu, Fe, Al and Mn were carried out in the laboratory. Maximum metal removal efficiencies of the reactor containing the rice stalks, the cow manure and limestones were that Cu, Zn, Fe, Cd, Al, Mn and Pb were lowered by 98%, 100%, 99%, 100%, 97%, 61% and 100%, respectively and at that time the pH and Eh of the effluents from the reactor were 6 and about -300 mV. However, the redox potential was raised and removal of metal elements except aluminium was decreased with operation time. It suggests that the reduced condition is very important for the metal removal. During the operation, problems such as scaling in pipes and volume change of the substrate within the reactor occurred, which were preventing the flow of main drainage in pipes and reactor.

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