생각하는 공대생

회분 반응기(batch process)에서의 0차 반응식 정용회분 반응기(constant-volume batch reactor)에서는 반응 혼합물의 부피가 변하지 않는 경우를 다룬다. 즉 정밀도 반응계이기도 하다. 0차 반응은 반응속도가 물질의 농도에 영향을 받지 않는 경우이다. 이때 CA가 음수값이 될 수 없다는 것에 유의해야한다.정리해주면 대체로 0차 반응은 농도가 고동도일때 주로 일어난다. 농도가 낮아지면 반응은 점차 농도에 의존하게 되고 이 경우에 반응 차수가 증가하게 된다.

정용회분 반응기에서의 2차 반응 정용회분 반응기(constant-volume batch reactor)에서는 반응 혼합물의 부피가 변하지 않는 경우를 다룬다. 즉 정밀도 반응계이기도 하다. 비가역 2분자형 2차반응(irreversible bimolacular-type second-order reaction)은 다음과 같다. 이러한 반응에서는 반응 속도식이 다음과 같이 표현된다. 반응식에 의하면 일정시간 t에서 반응한 A와 B의 양이 같으며 이는 CA0XA로 표현된다. 를 위 식에 대입해준다. 여기서 편의성을 위해 초기 반응물의 비율을 M=CB0/CA0이라고 두자. 다시 M을 대입하여 정리해주면 가 된다. 마찬가지로 이제 변수분리 한 후 적분해주면 이 되고 부분분수 활용해서 잘 정리해주면 위와 같이 다양한..

정용회분 반응기에서의 1차반응 정용회분 반응기(constant-volume batch reactor)에서는 반응 혼합물의 부피가 변하지 않는 경우를 다룬다. 즉 정밀도 반응계이기도 하다. 비가역 단분자형 1차반응 (irreversible unimolecular-type first-order reaction)은 다음과 같다. 이 반응이 1차 반응 속도식을 따른다고 가정하면 이 때 위 식을 변수 분리하고 적분하여준다. 따라서 다음과 같은 식을 얻을 수 있다. 이를 전환율에 관한 식으로도 바꿀 수 있다. 이므로 양변을 t에 대하여 미분해주면 따라서 마찬가지로 변수 분리하고 적분해주면 최종적으로 다음식이 얻어진다. -ln(CA/CA0)나 -ln(1-XA)를 t에 대해서 plot하면 이런 형태를 만족하는 반응은 ..

연습문제 1 원통형 모양의 반응기 내부에서 액화산소와 액화수소의 반응이 진행되고 있다. 반응기는 직경이 50 cm이고 길이는 100 cm이다. 이때 반응기는 연소공정에 의해 생성되는 배기가스를 180 kg/s의 속도로 배출하고 있다. 연소가 완료된 경우 수소와 산소의 반응속도를 구하시오. 풀이 반응유체의 부피기준으로 구하면 된다. 즉 다음 값을 구하자. 우선 반응기의 부피 V는 이다. 수소와 산소의 화학반응식은 이므로 생성물의 몰수는 다음과 같다. 화학반응식에서 반응 몰수비가 2 : 1 : 2 이므로사용된 수소와 산소의 몰수를 알 수 있다. 이를 반응속도 정의에 따라 대입하면 중간에 - 부호가 사라진것은 반응물은 소비되는것이 기준이기 때문이다. 연습문제 2 몸무게가 80kg인 성인 남성은 매일 8000 ..

혼성 오비탈(Hybrid orbital) 오비탈(orbital) 이론이 정립되고, 원자들이 결합하여 분자를 형성하는 이유에 대한 가장 직관적인 설명은 전자 구름이 겹쳐서 공유 결합을 형성한다는 것이 었다. 그런데 이러한 원자 오비탈의 모형으로는 이미 알려져 있는 각종 분자의 결합 형태를 설명할 수가 없었다. 예를들어 메테인 (CH4) 분자에서 C가 H와 결합할 때 2s와 2p 오비탈이 결합에 참여하는데, 본래 C에 존재하는 3개의 2p 오비탈은 서로 직각이다. 따라서 이들이 C-H 결합을 형성하면 결합각이 90°가 되어야 하지만 실제 메테인의 결합각은 109.5°으로 정사면체 구조를 이룬다. 또한 C의 2p와 H의 1s 사이의 중첩에 의한 3개의 결합과 C의 2s와 H의 1s 사이의 중첩에 의한 1개의 ..