화학공학과 2023년 2월 졸업예정자 출구조사

소개

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

2023년 2월 졸업예정자가 제출해야 하는 졸업출구조사 레포트입니다.
2022년과 동일한 문제로 이루어져 있으며 각 학습성과 문제 중 하나를 선택해 푸는 방식입니다.
최대분량인 8장에 딱 맞춘 분량입니다!

목차

[학습성과 1] 탄소 24kg 완전히 연소하기 위해 필요한 산소의 몰수를 구하시오.
[학습성과 2] Excell 등 program을 이용하여 얻어진 데이터를 해석할 수 있는가? 해석된 자료를 이용하여 반응특성에 대하여 설명하시오. 반응속도상수와 반응차수 결정을 위한 실험방법에 대하여 설명하시오.
[학습성과 3] 일반적인 화학반응기에 대한 일반 몰수지식을 세우고 설명하시오.
[학습성과 5] 생물반응기 설계과 관련하여, Chemostat 반응기를 설계하기 위하여 세포의 양에 관한 수지식을 세워보시오.
[학습성과 6] 조별 구성된 실험이나 종합설계과정에서 조원간의 역할분담을 이론적 고찰과 실험 역할을 나눌 때 자신이 어느 분야에 많은 기여를 하는가?
[학습성과 7] 정상상태와 비정상상태에서 CSTR(continuous stirred tank reactor)의 mole balance를 각각 설명하시오.
[학습성과 8] 교토의정서 발효로 기후변화 대응 기술은 미래국가 경쟁력을 좌우하는 신성장동력으로 육성될 전망이다. 2009년도 국가에서 정한 17분야 신성장동력에 대하여 설명하고 선정배경에 대하여 논하시오.
[학습성과 9] 화학공학 엔지니어로서 업무를 수행하면서 가장 중요하다고 판단하는 직업적 책임감과 윤리적 책임이 무엇인지 설명하시오.
[학습성과 10] 동아리 활동, 전공 교과목이나 어학 또는 다른 분야에 관한 학원수강 경험에 참여한 경험이 있는가?

본문내용

[학습성과 2] Excell 등 program을 이용하여 얻어진 데이터를 해석할 수 있는가? 해석된 자료를 이용하여 반응특성에 대하여 설명하시오. 반응속도상수와 반응차수 결정을 위한 실험방법에 대하여 설명하시오.
-반응속도식과 반응차수
: 반응속도상수(Reaction rate constant) k는 화학속도론에서 화학반응의 속도를 정량화한다. 반응물 A와 B가 생성물 C를 생성하는 아래의 반응에서 반응속도는 종종 다음의 형태를 한다.
aA+bB →cC , r=k(T) [A]^m [B]^n
여기서 k(T)는 온도에 의존하는 반응 상수이다. [A]와 [B]는 물질 A와 B의 몰농도이다. 지수 m과 n은 부분 반응차수라고 불리며 일반적으로 화학양론계수 a와 b는 같지 않다. 반응 메커니즘에 의존하며 실험적으로 결정된다. 이때 용액은 적정을 하거나 흡광도, 전기전도도, 형광 등을 측정해 시간에 따른 농도의 변화를 측정할 수 있고 기체는 일정한 압력에서 부피의 변화를 측정하는 방법을 사용한다. 실제 화학 반응에 참여하는 화합물이 두 개 이상인 경우, 실험을 통해 각 화합물의 반응차수를 얻는 것은 어렵다. 따라서 일반적으로 일정한 화합물의 농도를 변화시켜가며 실험하여 화학 반응의 반응 차수를 얻어낸다. 이외에도 속도상수와 아레니우스식의 관계는 아래와 같다. 아래의 식에서 A는 아레니우스 상수, E_a는 활성화 에너지이다.
k=Ae^(-E_a/RT)

-반응속도상수와 반응차수 결정을 위한 실험방법
: 실험적으로 관찰할 수 있는 방법은 여러가지가 있지만 반응물이 서로 만나 생성물로 변환되는 과정에서 반응물이나 생성물보다 상대적으로 불안정한 활성화물이 생성되야한다. 이 활성화물이 만들어지기 위해서는 충분한 에너지를 가진 반응물의 분자들이 많이 있어야 한다. 이 중 과산화수소가 물과 산소 기체로 분해되는 반응의 속도를 측정하는 방법에 대해 설명해보겠다.
H_2 O_2→H_2 O+1/2 O_2

참고자료

· 없음