활성탄을 이용한 염료 흡착속도 결정 예비레포트 [논문참고, A+ 1등]

소개글

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목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 흡착 (Adsorption)
(2) 흡광도 (Absorbance)
(3) Lambert-beer’s Law
(4) 유사반응 (Pseudo Reaction)

3. 실험 기기 및 시약
(1) UV-vis 분광 광도계
(2) Acid-Red 1
(3) Acid-Blue 25
(4) 활성탄

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
● UV 분광분석법을 이해하고 분광광도계를 사용하여 주어진 각 염료의 흡광도를 측정할 수 있다.
● Lambert - Beer 법칙을 이용하여 흡광도와 용액의 농도의 관계를 나타내고, 계산할 수 있다.
● 흡착 현상을 이해하고 각 염료의 시간별 흡착 정도를 통해, 유사 1차반응(Pseudo first order reaction), 유사 2차반응(Pseudo second order reaction)의 반응속도 상수를 구할 수 있다.

2. 바탕 이론
(1) 흡착 (Adsorption)
① 정의
기체 또는 용질분자가 더 큰 표면에 결합하는 과정으로 액체나 기체에 있는 이온, 원자, 분자들이 고체 표면에 얇은 막의 형태로 확산하여 고체 표면과 결합하거나 분자 간 약한 힘에 의해 부착되는 것을 말한다. 즉 물체의 계면에서 농도가 주변보다 증가하는 현상을 뜻한다.

② 종류
흡착은 농도의 크기 차이와 상호작용 여부에 따라 구분할 수 있다. 농도의 크기 차이에 따른 구분으로는 양흡착과 음흡착이, 상호작용에 따른 구분으로는 물리흡착과 화학흡착이 있으며 이는 아래와 같다.

ⓐ 양흡착(정흡착) : 유체 내부 농도보다 계면의 농도가 높아지는 경우
ⓑ 음흡착(반흡착) : 유체 내부 농도보다 계면의 농도가 높아지는 경우
ⓒ 물리흡착 : 분자 사이의 극성 인력 또는 비교적 약한 Van der Waals 상호작용이 주로 작용한다.
ⓓ 화학흡착 : 화학적 결합에 의한 흡착으로, 강한 이온결합 또는 공유 결합 등의 화학결합이 주된 힘이며, 표면에 새로운 종류의 화합물이 생성된다고 볼 수 있다.

● 물리흡착의 특징
(ⅰ) 분자간 힘에 의해 흡착질 사이에도 결합하는 다분자층(Multilayers)흡착이 일어난다.
따라서 Freundlich 흡착 등온선을 따른다.
(ⅱ) 흡착열은 보통 5~10 kcal/mol의 수치로 작은 편이고, 활성화 에너지가 없기 때문에 흡착속도가 빠르며, 항상 가역반응이기에 흡착과 탈착이 모두 발생한다.

참고 자료

‘22년도 1학기 화공기초 이론 및 실험 실험노트
“일반화학, GENERAL CHEMISTRY, 제 1판(초판) p.228~234,”
최진일, 윤중수, 2017
MSDS
“흡착 과학공학과 흡착제”, 임재석, 임광, 내하출판사
“흡착제 그 원리와 응용”, Raiph T Yang, 지구문화사
주 그린활성탄소-활성탄