지질해양학 입도 분석 예비보고서 과제

문서 내 토픽

1. 입도의 정의와 입도 분포

입도란 퇴적물이나 암석 속에 들어있는 입자의 크기를 일컫는 말이며, 입도 분포란 입자 크기에 대한 분포 비율을 나타낸 것입니다. 입도의 크기는 거력, 자갈, 모래, 실트, 점토와 같이 나눌 수 있으며, 입도분포곡선은 시료 체취 후 입자의 크기들이 어떤 비율로 존재하는지 표기한 곡선입니다. 곡선이 누워있을수록 입도 분포가 균등하고, 곡선이 서 있을수록 입도 분포가 분균등하다는 의미입니다.
2. 전처리 과정 및 전처리 용액의 목적

전처리 과정은 입도 분석 시 신뢰성 높은 자료를 얻기 위해 필수적입니다. 건식 체질은 모래가 주가 되는 경우 사용되며, 엉김 현상과 시료에 섞인 불순물로 인한 오차를 줄이기 위해 과산화수소수와 염산 용액을 사용하거나 동결 건조를 수행합니다. 습식 체질은 입자가 체 아래로 잘 통과하지 않을 때 초음파 처리와 분산제 사용으로 분산 효과를 높일 수 있습니다.
3. Stokes' law

Stokes' law는 낙하하는 입자에 가해지는 저항력이 유체의 점성에만 기인한다고 가정할 때, 입자의 낙하속도를 정의한 법칙입니다. 입자의 낙하속도는 입자 직경의 제곱과 밀도 차에 비례하고, 유체의 점성에 반비례합니다. 이 법칙은 주로 입도분석법 중 침강법에 쓰입니다.
4. 입도분석 기기의 종류

레이저 회절법 기기는 입자에서 나오는 빛의 산란을 분석하여 입자의 크기 분포를 분석합니다. 체질법(체분석) 기기는 다양한 망 크기의 체에 시료를 통과시켜 입자를 분획화하며 큰 입자에서 미세입자를 분리할 수 있습니다. 동적 광산란법 기기는 시간에 따른 산란광 강도의 변화를 관찰하여 시료의 입자 크기를 측정합니다.

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1. 입도의 정의와 입도 분포

입도는 입자의 크기를 나타내는 척도로, 입자의 크기 분포를 나타내는 것이 중요합니다. 입도 분포는 입자의 크기 범위와 각 크기별 입자의 상대적 비율을 보여줍니다. 이는 물질의 물리적, 화학적 특성을 이해하고 응용하는 데 필수적입니다. 예를 들어, 제약 산업에서는 약물의 용해도와 생체 이용률을 높이기 위해 입도 분포를 조절하며, 화장품 산업에서는 입자 크기에 따른 피부 흡수율을 고려합니다. 또한 토양 및 광물 분야에서도 입도 분포는 중요한 물성 지표가 됩니다. 따라서 입도의 정의와 분포에 대한 이해는 다양한 산업 분야에서 필수적입니다.
2. 전처리 과정 및 전처리 용액의 목적

전처리 과정은 입도 분석을 위해 시료를 준비하는 단계로, 시료의 특성에 따라 다양한 방법이 사용됩니다. 전처리의 목적은 입자들 간의 응집을 제거하고 개별 입자를 분산시켜 정확한 입도 분포를 측정할 수 있도록 하는 것입니다. 이를 위해 초음파 처리, 화학적 분산, 기계적 교반 등의 방법이 사용됩니다. 또한 전처리 용액은 입자의 표면 특성을 변화시켜 분산을 돕는 역할을 합니다. 예를 들어, 산 또는 염기 용액은 입자 표면의 전하를 조절하여 입자 간 반발력을 증가시킬 수 있습니다. 이처럼 전처리 과정과 용액의 선택은 입도 분석의 정확성과 재현성을 확보하는 데 매우 중요합니다.
3. Stokes' law

Stokes' law는 입자의 침강 속도와 입자 크기, 유체의 점성 등의 관계를 설명하는 중요한 이론입니다. 이 법칙에 따르면 입자의 침강 속도는 입자 크기의 제곱에 비례하고, 유체의 점성계수에 반비례합니다. 이를 통해 입자의 크기를 측정할 수 있는데, 이는 침강 속도 측정을 통해 입도 분포를 분석하는 기반이 됩니다. 또한 Stokes' law는 여러 분야에서 활용되는데, 예를 들어 혈액 내 적혈구 크기 측정, 미세먼지 입자 크기 분석, 광물 분리 공정 등에 적용됩니다. 이처럼 Stokes' law는 입도 분석뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 중요한 이론적 기반이 되고 있습니다.
4. 입도분석 기기의 종류

입도 분석을 위한 다양한 기기들이 개발되어 왔습니다. 대표적인 기기로는 레이저 회절 방식의 레이저 입도 분석기, 현미경 이미지 분석 방식의 이미지 분석기, 침강 속도 측정 방식의 침강 입도 분석기 등이 있습니다. 각 기기는 측정 원리와 측정 범위, 정확도 등에서 차이가 있어 시료의 특성과 분석 목적에 따라 적절한 기기를 선택해야 합니다. 예를 들어 레이저 입도 분석기는 넓은 크기 범위와 빠른 측정 속도로 널리 사용되지만, 투명한 입자나 복잡한 형상의 입자에는 적합하지 않습니다. 이처럼 입도 분석 기기의 선택은 시료의 특성과 분석 목적을 고려하여 신중히 이루어져야 합니다.