• 대한화학회지
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• 제51권4호
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• pp.365-374
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• 2007

본 연구에서는 고등학교 3학년 학생 100명을 대상으로 세트화 된 질문지를 사용하여 화학 평형 이 동시 반응 속도 변화에 대한 학생들의 이해 정도를 조사하고, 반응 속도의 기본 개념에 대한 질문이 화학 평 형 이동시의 반응 속도 변화를 이해하는데 도움이 되는지를 조사하였다. 질문지는 A, B, A' 세 개의 세트로 구 성하였으며, A, B, A' 순서대로 응답하도록 하였다. A세트는 화학 평형 이동시의 반응 속도 변화에 대한 문항, B세 트는 반응 속도의 기본 개념에 대한 문항으로 되어 있으며, A'세트는 A세트와 동일한 문항으로 되어 있다. 학 생들의 응답을 분석한 결과 화학 평형 이동시 반응 속도 변화에 대해 정반응 속도 변화보다 역반응 속도 변 화에 대한 이해가 낮았다. 그리고 평형에서 농도 변화에 따른 반응 속도 변화에 대한 이해는 어느 정도 되어 있으나 온도 변화에 따른 반응 속도 변화에 대한 이해도는 아주 낮았다. 그러나 반응 속도 기본 개념에 대한 정답률은 아주 높아 평형 이동시 반응 속도 변화에 대한 낮은 이해도는 반응 속도에 대한 기본 개념이 부족 한 것이 아니라 이를 화학 평형 이동에 제대로 연계시키지 못한 결과로 생각된다. A세트와 A'세트의 정답률 을 비교한 결과 A'세트의 정답률이 통계적으로 유의미하게 높게 나타나 B세트의 문항이 A'세트의 문항 해결 에 도움이 된 것으로 해석할 수 있다. 그러므로 이와 같은 세트화 된 질문지가 학생들의 개념 연결에 도움을 줄 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권3호
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• pp.247-255
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• 2006

이 연구의 목적은 고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념을 조사하여 이들간의 상관관계를 알아보고자 하는 것이었다. 연구대상은 경기도 K시 소재의 인문계 고등학교 자연계열 3학년 학생 120명이었다. 이 연구를 위하여 화학반응속도와 화학평형에 관한 학습내용에서 서로 관련이 있는 것들을 선정하여 개념 검사지를 개발하였고, 문항별 응답 내용을 분석하였다. 연구결과, 화학반응속도에 관한 객관식 문항에 대한 정답률은 높게 나타났으나, 응답 이유를 묻는 문항에 대한 정답률은 상대적으로 낮아서 화학반응속도에 대한 과학적 개념 형성이 잘 되어 있지 않음을 알 수 있었다. 대부분의 고등학생들은 정반응 속도에 관한 문항의 정답률은 높았으나 역반응 속도에 관한 문항의 정답률은 낮았다. 화학평형에 관한 개념의 형성 정도에 있어서는 한쪽 반응만 생각해도 이해할 수 있는 평형개념에 대한 정답률은 높게 나타났으나 정반응과 역반응을 동시에 생각해야 하는 문항에 대한 정답률은 낮게 나타났다. 고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념간의 상관관계에서 전체적인 상관관계가 다소 높은 것으로 나타났다. 특히, 역반응에 관한 화학반응속도 개념이 부족한 고등학생들은 화학평형이 동적 평형 상태라는 것을 잘 이해하지 못하는 것으로 나타났으며, 화학반응 메커니즘을 충돌론으로 잘 이해하지 못하는 고등학생들은 농도와 촉매가 화학평형 이동에 미치는 영향에 대한 이해도 부족한 것으로 나타났다. 그리고 농도와 촉매에 관련된 화학반응 개념과 화학평형 개념간에 상관관계가 있으나 낮은 것으로 나타났다. 따라서 화학평형의 선개념으로 중요한 부분인 화학반응속도에 관한 과학적 개념형성이 화학평형에 대한 오개념을 줄일 수 있는 방안이 될 수 있다. 그리고 한쪽 반응에만 국한된 화학반응속도에 관한 교수-학습 방법은 동적 평형과 관련된 화학평형 개념 형성에 어려움을 초래하므로, 화학반응속도론에 근거하여 정반응과 역반응을 모두 언급할 수 있도록 하는 교수-학습 방법을 개발하여 학습지도하는 것이 화학평형 개념 형성에 효과적일 것이다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2001

액적화학은 SO4$^{-2}$ 생성에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 OH와 HO$_2$ 라디칼 생성에도 영향을 미친다. 따라서 기존 기상 광화학반응에 액적화학을 추가하여 산성비 모사를 하여왔다. 그러나 액적화학을 추가하기 위해서는 기액간의 물질전달을 포함하여야 하고 액적화학반응속도와 기상화학반응속도가 크게 다름으로써 수치적 풀이의 어려움이 가중되는 문제가 있다. 따라서 기존 연구에서는 기액간의 평형 및 시간 분리 등의 가정을 사용하여 액적화학 반응 추가에 따른 문제를 해결하여 왔다. 본 논문은 이러한 수치단순화의 정확도를 평가하려 한다. (중략)

• 대한화학회지
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• 제52권3호
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• pp.303-314
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• 2008

이 연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 제시된 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실 험으로 small-scale chemistry (SSC)를 적용한 실험을 개발하고자 하는 것이다. 연구를 위해서 고등학교 10종 과 학 교과서에 제시된 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 실험 방법을 반응 생성물 확인 방법 에 따라 분류하고, 과학 교과서에 가장 많이 제시되어 있는 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험 을 교과서 실험 방법에 따라 수행하였다. 그리고 실험 과정에서 나타나는 문제점들을 분석해서 앙금 생성 반 응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에 SSC를 적용한 실험을 개발하였다. 연구 결과에 의하면, 과학 교과서 에 제시된 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에는 반응 용액들의 혼합 방법에 대한 번거로움, X자가 보이지 않는 시점의 애매모호함, 실험 결과 수집의 시간 지연, 유독한 이산화황 기체의 발생, 물중탕 장 치 조작의 불편함, 그리고 반응 온도 통제의 어려움 등의 문제점들이 있었다. 또한, 실험 결과들의 재현성이 부 족하였다. 이러한 문제점들은 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에 SSC를 적용하여 개발한 실 험으로 해결할 수 있었다. SSC를 적용한 실험에서는 A4 용지 반응판에 실험의 순서를 명시하여 실험 방법을 명확하게 할 수 있었으며, 홈판과 스템 피펫을 사용하여 반응시간을 단축하여 실험 결과들을 연속적으로 얻을 수 있었다. 또한, 유독한 이산화황 기체의 발생량을 1/7 정도로 줄일 수 있었으며, X자가 보이지 않는 시점도 뚜렷하게 관찰할 수 있었다. 그리고 30분 내에 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 두 실험을 간편하고 재현성 있게 수행할 수 있었다. 또한, 수업시간 중 실험 결과들을 해석하고 토의할 수 있는 시간을 확보할 수 있어, 고등학생들이 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 과학적인 개념을 형성하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.114-123
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• 2002

케로신/액체산소 추진기관을 갖는 초음속 로켓의 플룸 유동장을 9 화학종 14 반응 모델과 연계된 레이놀즈 평균 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 유한속도 화학반응이 플룸 유동장에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 그 결과를 화학적 동결유동 해석 결과와 비교하였다. 계산은 상용 CFD 소프트웨어인 FLUENT 5를 이용하여 수행하였다. 반응 유동 해석 결과는 노즐 내부에서의 화학반응에 따른 연소가스의 온도 증가로 인해 전체적으로 동결유동에 비해 더 높은 온도장을 나타내었다. 플룸에서의 모든 화학반응은 전단류와 배럴 충격파 반사지점 후방의 고온 영역에 국한되어 일어났으며 본 해석의 경우 플룸내에서의 유한속도 화학반응이 유동에 미치는 영향은 미약한 것으로 나타났다. 그러나 본 연구에서 이루어진 유한속도 화학반응을 고려한 플룸 해석을 통하여 플룸에서의 주된 화학 반응 및 이들의 반응 메커니즘을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제52권3호
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• pp.217-222
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• 2008

본 논문에서는 반응 매질의 부피가 촉매 반응 속도에 미치는 영향을 조사하였다. 단순하지만 정확한 모델에 대한 연구로부터 촉매 반응의 반응 속도 계수는 매질의 부피가 줄어들 수록 증가함을 알게 되었다. 평균 반응속도 상수(average reaction rate constant)는 Collins-Kimball 속도 상수의 일반화 된 형태로 얻어졌는데, 속도 상수는 부피의 효과를 보정해주는 인자를 포함하고 있다. 조사한 모델의 반응물 농도는 전통적 화학 반응론에서 예측되는 지수함수적 감소와는 상당한 차이를 보이는데 이는 기존 화학 반응속도론에서는 무시되는 반응분자 공간 분포의 비평형 확산운동(non-equilibrium diffusive dynamics)의 효과 때문이다. 반응 매질의 부피 가 유한한 점을 고려하면, 반응 시간이 충분히 오래 지났을 때, 기존의 확산지배 반응에서는 예측 되는 않는 지수 함수적 농도 감소가 얻어지는데, 그 속도 상수 역시 반응매질 크기에 의존한다.

• 대한화학회지
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• 제50권5호
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• pp.404-414
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• 2006

연구에서는 고등학교 과학 교과서에 제시된 화학반응속도 측정을 위한 실험을 수행할 때 관찰되는 현상을 이해함으로써 교과서 실험의 문제점과 그 원인을 분석하여 개선 방안을 제시하였다. 이를 위하여 화학반응속도 측정과 관련된 단원의 교과서 내용을 분석하였으며, 실험을 수행할 때 발견되는 문제점을 실험 분석을 통해 제시하였다. 교과서에 제시된 수상치환법으로 실험을 하였을 때 부피 변화가 지연되어 관찰되는 현상과 반응속도가 초기에 증가하는 현상이 관찰되었다. 이러한 문제를 해결하기 위한 개선된 실험 방법을 제안하였다. 개선된 실험에서 반응속도는 시간에 대해 일정하게 측정되었고, 그 결과를 수소이온 농도와 마그네슘 리본의 표면적의 관점에서 해석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.46-55
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• 2016

Differential Scanning Calorimetry(DSC) 실험 데이터를 이용하여 고에너지 물질의 반응속도식을 추출해내는 이론적 방법을 제안하고 알루미늄 고함유 화약(RDX/HTPB/Al)에 대한 반응속도식 추출을 수행하였다. DSC 실험 결과는 Friedman 등전환법으로 분석되었다. 질량분율에 따른 활성화에너지와 빈도인자를 추출해 내어 반응속도식을 완성하였다. 추출된 반응속도식은 고에너지 물질의 화학반응과정을 몇 단계의 주요단계로 가정하는 형태가 아닌 전체 화학반응 과정을 나타내는 형태를 갖는다. 이는 기존의 ODTX 실험을 통해 추출되는 화학반응속도식 형태에 비해 이론적 측면과 정확성 측면에서 상당한 장점을 갖는다. 추출된 반응속도식의 검증을 위해 화학반응률 그리고 생성물 질량분율에 대해 DSC 실험과 동일한 조건하에서 전산모사를 수행하였으며 실험값과 잘 일치함을 확인하였다. 또한 완속가열 전산모사를 수행하였으며 실험결과와 비교하여 DSC 반응속도식의 전산모사에의 적용가능성을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제3권1호
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• pp.119-129
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• 1992

Ethyl acetate와 n-butyl acetate의 $25^{\circ}C$에서 알카리 가수분해 반응을 개량된 Lewis cell에서 행하여 화학반응을 수반한 물질전달 속도를 측정하였다. 측정한 물질전달 속도는 교반조의 교반속도에 무관하였고 이온강도 증가에 따라 감소하였으나 화학반응촉진 계수는 일정하였다. 측정한 화학반응 촉진계수를 경막설로부터 얻은 용질의 확산방정식의 근사해로부터 해석하여 ester의 알카리 가수분해반응의 2차 비가역 반응속도 정수를 얻을 수 있었으며, 그 값은 ethyl acetate의 경우 $0.041m^3/kgmol{\cdot}s$, n-butyl acetate의 경우 $0.338m^3/kgmol{\cdot}s$이었다.

• 대한화학회지
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• 제16권5호
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• pp.284-289
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• 1972

벤질브로마이드와 여러가지 m-또는 p-핵치환 지오벤즈아미드류와의 반응속도를 전기전도도법으로 측정하였다. 이들 반응에서 전자흡인치환기는 반응속도를 촉진하였고 한편 전자공여치환기는 반응속도를 억제하였다. 이 사실에 부합하는 반응 메카니즘을 고찰하였다. 추가하여 이들 반응에 있어서의 활성화에너지와 활성화엔트로피를 산출하였다.