• 제목/요약/키워드: 열역학적 메카니즘

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$C_{18}$ 정지상으로 구성된 역상 액체 크로마토그래피에서 용질전이의 열역학적 특성측정 (The Measurements of Thermodynamic Properties for the Solute Transfer in RPLC with a $C_{18}$ Stationary Phase)

  • 정원조;강영렬;강경원;금영익
    • 대한화학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.656-662
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    • 1999
  • 이 연구에서는 리간드 밀도가 높은 $C_18$정지상을 이용하여 30/70, 40/60, 50/50, 60/40, 70/30, 그리고 80/20(v/v %) 메탄올/물 이동상으로 25, 30, 35, 40, 45와 50$^{\circ}C$에서 benzene, toluene, ethylbenzene, phenol, acetophenone의 머무름 시간 자료를 얻었다. 이 자료로부터 van't Hoff 그래프를 그려 용질이 이동상에서 정지상으로 전이할 때 동반되는 엔탈피와 엔트로피 변화를 구하였다. 동공형성효과가 이동상과 정지상 간 용질분배에 주요한 인자임을 알았고 물의 함량이 높은 이동상에서는 소수성효과도 중요해 짐을 알았다. 또한 Shodex C18-5B 정지상은 부분적으로 흡착 메카니즘을 따르는 고밀도 고분자 형태 정지상인 것으로 결론을 내렸다.

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산화이트륨 및 산화홀뮴의 비화학양론 (Nonstoichiometry of the Yttrium Oxide and the Holmium Oxide)

  • 장순호;여철현;최재시;편무실
    • 대한화학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.231-237
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    • 1984
  • $YO_{1.5+x}$$HoO_{1.5+x}$로 표시되는 산화이트륨과 산화홀뮴의 비화학양론적 조성식의 x-값을 700$^{\circ}$C에서 1000$^{\circ}$C까지의 온도영역과 대기압에서 $1{\times}10^{-6}$기압 산소압력까지의 구간에서 중량 분석법에 의하여 측정하였다. 측정된 x-값은 온도가 상승하면 증가하고 산소압력이 증가하면 또한 증가하였다. 비화학양론적 조성의 생성엔탈피 $({\Delta}H_f)$는 산소압력이 감소하면 감소하였고 그 값이 양의 값을 갖는 것으로 과잉산소의 형성 과정이 흡열과정임을 알 수 있다. 산소압력 의존성 1/n-값은 온도가 상승하면 상승하고 양의 값을 갖는 것으로 높은 온도일수록 산소압력 의존성이 커짐을 보여 주었다. 그리고 x-값과 열역학적 자료로 부터 비화학양론적 결합과 전도성메카니즘을 규명하였다.

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졸-겔법에 의한 TiO2 미분말 합성과 반응메카니즘(I): Titanium isopropoxide의 가수분해 (Synthesis of TiO2 Fine Powder by Sol-Gel Process and Reaction Mechanism(I): Hydrolysis of Titanium Isopropoxide)

  • 명중재;정용선;경진범;김호건
    • 공업화학
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    • 제7권4호
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    • pp.794-801
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    • 1996
  • Isopropanol 용매 내에서 titanium isopropoxide($Ti(O-^iPr)_4$)의 가수분해반응에 의하여 $TiO_2$ 미분말을 합성하였고 가수분해 반응 속도를 자외선분광법에 의하여 측정하였다. 반응은 $Ti(O-^iPr)_4$의 농도에 비하여 물 농도를 크게 하여 유사일차반응으로 진행시켰고, 물 농도 및 온도의 변화에 따른 반응속도상수를 Guggenheim method로 계산하였다. 또한 물의 동위원소 효과를 측정하여 반응에 참여하는 물분자의 촉매성을 확인하였다. 입도분석과 미세구조 관찰 결과, 얻어진 $TiO_2$ 미분말은 $0.3{\mu}m$정도의 입자크기를 갖는 구형의 입자로 확인되었다. 또한 반응속도로부터 전이상태에 참여하는 n value와 열역학적 파라메타를 계산한 결과, $Ti(O-^iPr)_4$의 가수분해반응은 이분자 반응인 $S_N2$ mechanism으로 진행하는 것으로 추정되었다.

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$ZrO_2$$Sm_2O_3$의 비화학양론 (Nonstoichiometry of $ZrO_2$ and $Sm_2O_3$)

  • 장순호;여철현;최재시;편무실
    • 대한화학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.33-39
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    • 1986
  • Sm$O_{1.5+x}$와 Zr$O_{2+x}$로 표시되는 사마늄 산화물과 지르코륨산화물의 비화학양론적 조성식의$x^-$값을 500$^{\circ}$C에서 1000$^{\circ}$C까지의 온도 영역과 2 ${\times} 10^{-1}$ ~ 1 ${\times}10^{-5}$기압 산소압력까지의 영역에서 중량 분석법에 의하여 측정하였다.$x^-$값은 온도가 상승하면 증가하고 산소압력이 높아짐에 따라 또한 증가하였다. 비화학양론적 조성의 생성엔탈피 ${\Delta}H_f$는 산소압력이 낮아지면 감소하였고 그 값은 양의 값을 갖는다. 산소압력 의존성 n/1은 온도가 상승하면 커지고 양의 값을 갖는 것으로 고온일수록 산소압력 의존성이 커짐을 나타낸다. $x^-$값과 열역학적 자료들로 부터 비화학양론적 결함은 이온화된 금속공위이다. 이들 계의 전도성 메카니즘을 비화학양론적 조성과 관련시켜 고찰하였다.

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살충성 Imidacloprid의 가수분해 반응 메카니즘 (Kinetics and Mechanism of Hydrolysis of Insecticidal Imidacloprid)

  • 유성재;강문성;성낙도
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제40권1호
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    • pp.53-57
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    • 1997
  • 중성과 알카리성의 $45^{\circ}C$, 15%(v/v) dioxane 수용액중에서 살충성 imidacloprid (lUPAC:1-(6-chloro-3-pyridylmethyl)-3-N-nitro-iminoimidazolidine-2-ylideneamine)의 가수분해 반응속도 상수를 측정하고 pH-효과, 용매효과(m=0.04, n=0.30 및 m${\ll}$l), 열역학적 활성화 파라미터(${\Delta}S^{\neq}$=-0.03e.u. 및 ${\Delta}S^{\neq}=16.14\;kcal{\cdot}mol^-$), 반응 생성물 분석등의 결과로부터 반응 속도식($K_{obs}=4.56{\times}10^{-3}[OH^-]$)을 유도하여 특정 염기촉매 반응($K_{OH^-}$)으로 사면체($sp^3$) 중간체인 1-(6-chloro-3-pyridylmethyl)-2-hydroxy-2-imidazolidinylisonitraminate(I)을 거쳐 imidazolidine 고리 열림반응으로 $\beta$-3-(6-chloro-3-pyridylmethyl)aminoethyl-1-nitrourea(III)를 경유한 다음에 1-(6-chloro-3-pyridylmethyl)aminoethyl-1-nitrourea(III)으로 분해되는 일련의 친핵성 첨가-제거($Ad_N-E$) 반응메카니즘을 제안하였다. 그리고 $45^{\circ}C$의 중성(pH 8.0)에서 반감기(t1/2)는 약 4.5개월로 잔류성이 큰 화합물임을 알았다.

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활성탄을 이용한 아닐린 블루의 흡착평형, 동역학 및 열역학 파라미터에 대한 해석 (Analysis for Adsorption Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters of Aniline Blue Using Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권5호
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    • pp.679-686
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    • 2019
  • 수용액으로부터 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착 평형, 동역학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 아닐린 블루의 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 통해 해석하였다. Langmuir 모델이 다른 모델들 보다 등온 데이터에 더 잘 맞았다. 평가된 Langmuir 분리계수($R_L=0.036{\sim}0.068$)는 활성탄에 의한 아닐린 블루의 흡착 공정이 효과적인 처리방법이 될 수 있음을 나타냈다. 흡착속도상수는 유사일차속도 모델, 유사이차속도 모델 및 입자내 확산 모델에 적용하여 구하였다. 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착속도실험 결과는 유사이차 반응속도식에 잘 따랐다. 흡착 메카니즘은 입자내 확산 모델에 의해 경막 확산과 입자내 확산의 두 단계로 평가되었다. 흡착공정에 대한 깁스 자유에너지, 엔탈피 및 엔트로피 변화와 같은 열역학 파라미터들이 평가되었다. 엔탈피 변화(48.49 kJ/mol)은 흡착공정이 물리흡착이고 흡열반응임을 알려주었다. 깁스 자유 에너지는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 더 높아졌다. 등량흡착열은 흡착제 표면의 에너지 불균일성 때문에 흡착제와 흡착질 사이에 상호작용이 있음을 나타내었다.

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.

전이금속 착물의 전자구조 및 화학적 반응성 (제 3 보) $[Cr(NH_3)_5(DMF)]^{3+}$ 이온의 수화반응에 미치는 압력효과 (The Electronic Structure and Reactivity of Transition Metal Complexes (III). Effect of Pressure on the Aquation of $[Cr(NH_3)_5(DMF)]^{3+}$ Ion)

  • 정종재;최종하;김은기
    • 대한화학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.582-587
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    • 1989
  • $[Cr(NH_3)_5(DMF)]^{3+}$ 이온의 수화반응 속도를 분광광도법을 이용하여 온도와 압력을 변화시켜 가면서 측정하였다. 활성화부피(${{\Delta}V_0}^{\neq}$)는 -2.76∼-3.65$cm^3mol^{-1}$의 범위로 작은 음의 값을 나타내었다. 활성화 엔트로피(${\Delta}S^{\neq}$) 및 활성화 압축률계수(${\Delta}{\beta}^\neq$)도 모두 작은 음의 값을 가졌다. 이러한 열역학적인 활성화 파라미터로부터 이 착이온의 수화반응은 교환회합($I_a$) 메카니즘으로 진행됨을 알 수 있었다.

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여러 온도 및 용매 하에서 수행된 chromen-2-one 지시약 염료들의 염기성 가수분해 반응에 대한 속도론적 연구 (Kinetics of Base Hydrolysis of Some Chromen-2-one Indicator Dyes in Different Solvents at Different Temperatures)

  • Abu-Gharib, Ezz A.;EL-Khatib, Rafat M.;Nassr, Lobna A.E.;Abu-Dief, Ahmed M.
    • 대한화학회지
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    • 제55권3호
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    • pp.346-353
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    • 2011
  • 7-hydroxy-2H-chromen-2-one(HC)와 7-hydroxy-2H-chromen-2-one-4-acetic acid(HCA)의 염기성 가수분해반응을 aqueous-methanol과 aqueous-acetone 혼합물에서 283 K에서 313 K의 온도 범위에서 속도론적으로 연구하였다. 반응의 활성화 파라미터를 구하고 토의하였다. 게다가, 물, 물-에탄올, 물-아세톤 혼합물 내에서 화합물들에 대한 활성화 에너지 장벽의 변화를 속도론적 데이터로부터 추정하였다. 활성화 장벽의 변화는 HC and HCA의 가수분해 반응과 거의 같았다. HC와 HCA의 염기성 가수분해는 $k_{obs}=k_2[OH^-]$와 같은 속도법칙을 따른다. 메탄올 또는 아세톤의 비가 증가함에 따라 HC 와 HCA의 속도 상수들이 감소하는 것은 $OH^-$ 이온이 불안정해지기 때문이다. 활성화 엔트로피가 큰 음의 값을 갖는 다는 것은 반응이 중간 착물의 형성을 경유하며 진행된다는 것을 의미하며, 또한 중간 착물이 경직성과 안정도를 갖는다는 것을 의미한다. 그러므로, 중간 착물의 고리 열림이 속도 조절 단계가 될 것이다.

졸-겔법에 의한 TiO2미분말 합성과 반응메카니즘(II): Titanium n-propoxide의 가수분해 (Synthesis of TiO2 Fine Powder by Sol-Gel Process and Reaction Mechanism(II) : Hydrolysis of Titanium n-Propoxide)

  • 명중재;박진구;정용선;경진범;김호건
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.777-783
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    • 1997
  • n-propanol 용매내에서 titanium n-propoxide($Ti(O^nPr)_4$)의 가수분해반응에 의하여 $TiO_2$ 미분말을 합성하였고, 가수분해속도를 자외선 분광법에 의하여 측정하였다. 분말합성은 water/alkoxide의 농도비가 약 300정도에서 실시하였으며, 물농도, 반응온도, 반응시간 및 반응용액의 산 염기효과에 의한 합성조건을 조사하였다. 반응은 $Ti(O^nPr)_4$의 농도에 비하여 물농도를 과량으로 하여 유사일차반응으로 진행시켰고, 반응속도상수를 Guggenheim method로 계산하였다. 또한 물의 동위원소효과($D_2O$)를 측정하여 반응에 관여하는 물분자의 촉매성을 확인하였다. 실험결과 중성 및 염기성 용액 조건에서 $TiO_2$미분말이 합성되었고, 미세구조 관찰로부터 $TiO_2$입자는 직경 $0.4-0.7{\mu}m$ 정도의 구형입자로 확인되었으며, 물의 농도와 반응온도가 증가할수록, 반응시간이 감소할수록 입자크기는 작아지는 경향을 보였다. 물의 동위원소효과로부터, 물분자는 nucleophilic catalysis로 작용하고 있으며, 반응속도로부터 전이상태에 참여하는 n-value와 열역학적 파라미터를 계산한 결과, $Ti(O^nPr)_4$의 가수분해반응은 이분자 반응인 associative $S_N2$ mechanism으로 진행하는 것으로 추정되었다.

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