*기* 스토어

*기*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

5개
전체 판매량

63개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A
자료문의 응답률

-

전체자료 5개

생활속의 촉매화학(실험)

생활 속의 촉매와 화학``순서촉매의 역사□촉매의 정의와 원리□촉매의 작용 및 활용□촉매관련 실험설계□촉매의 역사□ 기록에 의해, 2000여년 전부터 활용됨이 확인□ 1835년, Berzelius에 의해 제안됨▶ 포도주, 빵, 치즈 등의 제조▶ 인간의 생활과 늘 밀접한 위치에 있었음▶ '촉매'라는 존재를 인식``□ 1894년, Ostwald가 존재를 규명▶ '촉매'에 대한 과학적 정의 성립□ 현대에는 산업의 중요한 요소로 인식▶ 제조산업부문의 경제성에 영향촉매의 정의와 원리(1/3)□ 촉매란 무엇인가?□ 촉매의 특성▶ 반응에서의 활성화에너지를 조절하여 주는 물질▶ 반응속도에 영향을 주지만 공정에 변화를 주지 않는 물질▶ 반응에 참여하지만 그 물질량에는 변화가 없는 물질▶ 각 반응별 여러 성상과 종류가 존재함``광촉매 산촉매 염기촉매 금속촉매성 상균일상 불균일상다공성 비공성정촉매 부촉매분 류상태별표면적반응속도별구 분□ 촉매의 원리▶ 촉매의 성능은 활성화에너지의 감소폭에 비례함``▶ 활성화 에너지의 크기 변화△E△ECE반응방향△E : 활성화에너지△EC : 촉매에 의해 변화된 에너지촉매의 정의와 원리(2/3)▶ 반응속도의 영향``▶ Arrhenius 식mA + nB → C촉매의 정의와 원리(3/3)k[A]m[B]n = △[A]/△t△t : 시간, k : 반응속도 상수⇒ 촉매 사용시 △[A]증가, k증가k = Ae-Ea/RT⇒ 촉매 사용시 Ea 감소, k증가촉매의 작용 및 활용(1/2)□ 촉매의 주요 용도▶ 화학 제조과정에 활용 ⇒ 산촉매, 금속촉매``▶ 촉매 전환장치 ⇒ 백금 및 팔라듐촉매□ 산업적 활용연소장치석유의 분해증류황산 제조공 정백금그물 백금석면촉매전환장치백금 팔라듐실리카 알루미나이성질화 반응황산 HF질소산 백금암모니아 합성철축 매공 정촉 매□ 효소의 생체 내 작용▶ 총 6개군의 효소로 나뉨``▶ 효소도 일종의 촉매 ⇒ 주로 식품공업에 활용촉매의 작용 및 활용(2/2)ATP 등의 인산분해 및 합성합성효소6군반응분자의 특정 작용기 형성기질형성효소4군화학물질의 작용기 전이전이효소2군당류 등의 분자구조 전이이성질화효소5군단백질 등의 가수분해가수분해효소3군체내 유기물의 산화와 환원산화환원효소1군작 용 효 과정 의분 류※ 최근 효소를 이용한 에너지 산업이 주목받고 있음촉매관련 실험설계(1/4)□ 실험목표▶ 촉매의 유무에 따른 반응속도 변화 관찰로 촉매의 작용을 이해함``▶ 시 약□ 준비사항⇒ (NH4)2S2O8, KI, Na2S2O3, CuSO4, 녹말▶ 기 구⇒ 부피플라스크(50mL), 비이커(250mL), 피펫, 초시계, 스털링 바, 핫플레이트촉매관련 실험설계(2/4)□ 실험이론▶ 주요반응``▶ 반응속도식k[I-]m[S2O82-]n = △[I-]/△t▶ Arrhenius 식의 변형2I- + S2O82- → I2 + 2SO42-I2 + S2O32- → 2I- + 2S4O62-⇒ △t를 구하여 속도의 증감 확인Log k = -Ea/2.3RT + C(상수)Logk1/TEa : 기울기, 활성화 에너지촉매관련 실험설계(3/4)□ 실험과정① 0.05M Na2S2O3 수용액, 0.1M (NH4)2S2O8 수용액, 0.1M KI수용액, 녹말용액을 준비``② 0.05M Na2S2O3 수용액을 250mL 비이커에 10mL 취하고, 녹말용액 3~4방울을 넣음③ ②의 비이커에 0.1M (NH4)2S2O8 수용액과 0.1M KI 수용액 20mL 씩을 동시에 넣어 잘 섞어줌④ 변색을 관찰하여 초시계로 시간파악(청남색으로 변색)⑤ 대조 실험으로 ②의 비이커에 0.1M CuSO4 수용액 1방울(촉매) 넣고 ③ ~ ④ 과정을 반복함⑥ 반응시간을 대조하여 촉매의 효과를 확인함촉매관련 실험설계(4/4)□ 결과도출``▶ 촉매를 넣은 것과 넣지 않은 것의 시간을 비교함▶ Arrhenius 식에 각 △t를 대입, Ea를 구할 수 있음▶ 반응온도를 다르게 하여 logk대 1/T의 그래프로 도식할 수 있음□ 주의사항▶ 실험간 온도는 ±0.2℃로 일정하게 유지▶ CuSO4는 과량을 넣지 않도록 주의▶ 녹말용액은 수용성 녹말 1g을 250mL의 끓는물에 녹여 제조하며, 과량을 넣지 않도록 주의끝{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2007.12.18| 13페이지| 1,000원| 조회(1,290)

화학, 촉매, 제조, 아레니우스, 촉매실험

미리보기

닫기
대기오염의 화학

대기오염의 화학``순서개요 및 배경□대기오염의 특성□대기오염의 종류□오염 예방 대책□개요 및 배경□ 개 요□ 배 경▶ 대기는 생명체의 필수불가결한 활동수단▶ 오염 메커니즘을 이용한 방지 대책 시급▶ 19C말 산업혁명으로 대기오염 발단▶ 20C후반 대기오염에 대한 관심 증폭▶ 환경 정화의 필요성 대두 ⇒ 과학적 예방의 필요``대기오염의 특성□ 대기의 조성□ 오염의 형태▶ 직접적 형태 : 스모그, 산성비, 부유형 입자▶ 간접적 형태 : 오존층 파괴, 대기 온실효과``0.9%아르곤0.07%기 타 (네온, 메탄 등)21%산 소0.03%이산화탄소77.8%질 소비 율(%)성 분비 율(%)성 분□ 발생 원인▶ 산업의 발달 및 생활권의 확대※ 대기오염 : 대기의 조성 균형이 깨지는 현상대기오염의 종류(1/4)□ 산성비▶ 원 인 : 주로 공장 및 자동차 매연의 산화물⇒ 강우의 산성화``▶ 폐 해 : 시설물 부식, 식물의 고사, 피부병 등▶ 주요 화학반응SO2 + H2O → H2SO4`NOx + H2O → HNO3 + 기타 산화물`CO2 + H2O → H2CO3`대기오염의 종류(2/4)□ 광화학 스모그▶ 원 인 : 자동차 매연 및 각종산화물⇒ 유해 입자를 포함한 연무나 안개``▶ 폐 해 : 호흡기 질병, 식물의 고사, 시설물 부식▶ 주요 화학반응O + CH → HCOHCO + O2 → HCO3HCO3` + CH → aldehydes, ketone빛빛NO → HCO2 + NO2O2 → O3 + HCO3NO2 → HCO2 + NO2대기오염의 종류(3/4)□ 오존층 파괴▶ 원 인 : Freon gas에 의한 O3파괴``▶ 폐 해 : 피부병, 미생물 및 플랑크톤 감소, 온난화 등▶ 오존층의 중요성 : 유해 자외선 및 우주선을 차단CCl2F2 → CClF2 + Cl자외선Cl + O3 → ClO + O2`자외선▶ 주요 화학반응⇒ 산소라디칼 형성으로 자외선을 열에너지로 방출대기오염의 종류(4/4)□ 다이옥신(Tetra Chloro Dibenzo p-Dioxine)▶ 원 인 : 유해화학물질의 연소``▶ 폐 해 : 축적 및 중독(극미량)으로 인한 치사⇒ PCB, PVC, 농약 등에서 소량 발생▶ 분자구조 : 총 75개의 이성질체 존재OOClxCly12345678OClxCly12345678PCDDPCDF※ 2,3,7,8-TCDD를 기준으로 독성등가(TEQ)오염 예방 대책``▶ 친환경성 약품 및 자재 활용 ▶ 폐기물 직접소각 금지 ▶ 소각가스 처리시설 확충산업폐기물 유해화학제품다이옥신▶ 스프레이, 발포용 압축가스 교체 ▶ 냉매용 기체 교체프레온가스오존층 파괴▶ 매연집진장치 활용 ▶ 탈황경유, 무연휘발유 사용자동차 매연 각종 산화물광화학 스모그▶ 황 및 질소산화물 분해시설 확충 ▶ 탈황연료 사용황산화물 질소산화물산성비오염 방지대책원인물질오염종류끝{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2007.12.18| 10페이지| 1,000원| 조회(187)

산성비, 대기오염, 환경, 화학, 스모그, 오존층

미리보기

닫기
[화학] 비금속원소 S(황)의 성질

◎제목: 비금속 원소의 조사보고서.◎대상원소: Sulfur(황).◎원소의 주요특성.1.어원: 산스크리트의 을 뜻하는 sulvere의 라틴어 sulphurium에서 유래됨.2.화학적 특징.①주기율표 6B족에 속하는 칼코겐 원소1) 칼코겐: 주기율표 6B에 속하는 광석을 조성하는 원소의 총칭. 때로는 O를 제외하기도 함.의 하나이다.②원소기호: S③원자번호: 16④원자량: 32.06⑤녹는점: 112.8℃(α), 119℃(β).⑥끓는점: 444.7℃⑦비중: 2.07(α)⑧용해성질: 물에 녹지 않고 이황화탄소에는 잘 녹으며, 알코올 ·벤젠 ·에테르에도 다소 녹는다.⑨전기적성질: 전기불량도체이고 마찰하면 대전된다. 화학적으로는 산소와 비슷하고 상당히 활성이 강하다. 원자가는 보통 －2가, －1가 및 ＋1가, ＋2가, ＋4가, ＋6가이다.⑩연소형태: 공기 중에서 가열하면 푸른 불꽃을 내면서 타며 이산화황이 된다. 또 공기 중에서 가루 형태로 된 것은 상온에서 산화되며, 금 ·백금 이외의 금속과는 직접 화합한다.3.물리적 성질.①쪼개짐은 불완전하고, 단구(斷口)는 패각상이거나 평탄하지 못하다.②굳기: 1.5∼2.5.③밀도: 2.0∼2.1이다.④색상: 황색 ·밀황색(密黃色) ·등황색 ·레몬황색 등을 띠는데, 특히 셀렌을 함유한 것은 적등색, 이토(泥土)나 회분을 함유한 것은 갈색을 띤다. 투명하거나 불투명하고, 조흔색(條痕色)은 백색이다.4.구조.황은 결정형의 광물로서 그 결정형은 α, β, μ 등 여러 가지가 있다2) 1500℃ 이상에서는 원자상태의 형태로 존재할 수 있다..①α형: 사방정계(95.5℃에서 안정, 3개의 직교하는 결정축을 가지며, 각 축의 길이는 서로 다르다). 이 때문에 이 구조의 황은 사방황으로 불린다. 결정의 색상은 황색이다. 자연황이나 승화황이라고 불리기도 하며, 가장 안정된 S의 형태이다.②β형: 단사정계. 단사황이라고도 한다. 결정은 황색을 띤다.③λ형: α형 사방황을 서서히 가열하면 β형 단사황이 형성. 여기서 119℃로 다시 가열하면, 용융되acid가 그렇지는 않지만, Cysteine이나, Methionine등은 O 대신에 S가 첨가된 Amino acid 들이다. 따라서 이러한 Amino acid들의 결합으로 인해 생체의 단백질은 S를 어느정도 함유하고 있다. 또한 마늘이나 양파 같은 식물은 그 식물의 방어기전으로 S의 산화물 형태의 Gas를 내뿜으며, 어느정도의 S가 존재한다는 것을 알 수 있다. 또한 혐기성 생물은 H2S를 이용하여 대사작용을 하므로, 역시 어느 정도의 S가 생체 내부에 존재한다.◎S의 제조 및 채취.1.S의 채취.일반적으로 자연황을 함유하는 광석으로부터 얻는데, 예를 들면 소취법(燒取法)이라고 부르는 건류법과 증기제련법이 많이 이용된다.①소취법: 이 방식은 전 방식에서 약 90 %를 차지한다. 이 방법에서는 연도(煙道)가 있는 노(爐)에 주철제 가마가 2열로 여러 개 고정되어 있다. 가마에 광석을 넣고 1000 ℃ 정도까지 가열하면 황은 기화해서 노의 양쪽 날개에 있는 침전관에 유도되어, 여기서 냉각 ·액화하는데, 다시 이 액체황을 용기에 넣어 형틀에 주입시켜 제품으로 만든다. 이 방법은 연료의 소모가 많고 수득율(收得率)이 좋지 않지만, 조작이 간단하고 비교적 순도가 높은 것을 얻는다는 장점이 있다. 이 방법을 변형시킨 것으로 연속소취법 ·비활성가스법 등이 있다. ②증기제련법: 원통형의 압력가마를 사용하여 황의 온도보다 다소 높은 온도의 수증기를 작용시켜 황을 액화시켜 얻는다. 이 방법과 원리가 같은 프래시법은 멕시코만 연안 일대에서 채용되고 있는 방법으로, 과열수증기를 광상(鑛床)에 불어 넣어 황분을 용융시켜 액상으로 하고 압력으로 지상에 밀어올리는 방법이다. 광상과 채취 규모가 크며 세계 생산량의 90 % 이상을 차지하고 있고, 순도도 99.5 % 이상의 것을 얻고 있다. 또 같은 용융법으로는 수증기를 사용하지 않고 직접 용융시키는 방법, 돌가마 속에서 광석 자체의 황을 일부 연소시키면서 황을 액화시켜 밑에서 꺼내는 칼콜로니법 등이 있다. 그 밖에 이황화탄소 등의 용제로를 산화시켜 배출하고, 탈 황산세균은 황산을 환원하여 H2S를 생성한다.2.환경문제.①산화작용에 의한 오염.대기중에 존재하는 유황 화합물 SO2, H2S, SO3 등은 독성을 가지는 물질로 인체에 무척 해로운 것이지만 다행히 그 이동이 신속히 진행되며 제거 경로가 다양하여 대기 중에서의 빠른 감소를 보인다. 유황은 산화된 다음 H2SO4또는 유황산화물 XSOx의 형태로 침강한다. 황화 수소 H2S는 산소원자와 분자, 오존 등에 의해 산화된다.H2S + O → HS + HO ―O2→ SO2 + H2OH2S + O3 → SO2 + H2O형성된 이산화황은 산소원자와 분자 및 오존과 결합하고 자외선 또는 분진입자가 그 촉매 작용을 하여 산화될 수 있다.SO2 + O + M → SO3 + Mhv또는SO2 + O3 ――――→SO3 + O2분진입자분진입자가 촉매 작용을 하는 반응은 SO2가 참여하는 기체상 반응에서 가장 중요한 과정이며 형성된 SO3는 물과 반응하여 곧 황산 물방울을 형성한다.SO3 + H2O → H2SO4또 SO2가 물과 반응하면 아황산을 만들며 아황산도 급격히 산화하여 황산을 만든다.SO2 + H20 → H2SO32H2SO3 + O2 → 2H2SO4형성된 황산은 암모니아 또는 금속염(해염핵의 NaCl)과 반응하여 황산화물 (XSO4)를 형성한다.H2SO4 + NH2 → NH4HSO4H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl또 이산화황은 암모니아와 수분이 공급되면 급속히 반응하여 황산화물을 형성한다.2SO2 + 2NH3 + 2H2O + O2 -> 2NH4HSO4반면에 황산은 암모니아 또는 금속염인 NaCl등과 결합하여 중성염을 생성하기도 하며 이산화황 역시 암모니아와 수분과의 반응에서 중성염을 생성하기도 한다.H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4H2SO4 + 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl2SO2 + 4NH3 + 2H2O + O2 → 2(NH4)2SO4이와 같이 형성된 황산염은 빗물에 섞여서 강하하게 된다. 이것이 산성비이며, 황에 C+ O → Na2S + 2CO₂(coke 중의 탈황)이때 Na2S는 용재이다.6.유기반응.S는 유기반응에서 O와 가까운(같은 6족원소) 성질을 가지는 원소이다. 따라서 O대신 치환되어 있는 S를 가지고 있는 유기 시료는 O보다 효과적인 공명안정화와 특유의 전자쌍 결합 형태) O는 옥텟(octet)규칙을 만족하여, 결합에 참여하는 외곽의 최대 전자의 수가 8개 이지만, S는 경우에 따라 12개의 전자를 가지며, 결합수도 최대 6개이다.로 보다 더 유리한 반응을 유도한다.ex)Sulfate의 유기반응(Methyl ether의 형성).RO- + CH3OO2SOCH3 ―SN2→ ROCH3 + -OO2SOCH3위의 반응으로 손쉽게 Methyl Ether가 형성된다.◎화합물.1.수화물.화학식 H2S. 악취를 가진 무색의 기체로 끓는점 －59.6℃, 녹는점 －82.9℃, 비중 1.189(공기를 1로 한다)이다. 20℃에서 1부피의 물에 2.91부피가 녹아 황화수소가 된다. 이것은 매우 약한 이염기산이다. 공기 중에서는 청색 불꽂을 내고 타며,2H2S ＋ 3O2 → 2H2O ＋ 2SO2와 같이 물과 이산화황 SO2가 된다. 천연으로는 화산가스 ·온천 등에 함유되어 있으며, 또 황을 함유하는 단백질류의 부패에 의해서도 생성된다. 실험실에서는 킵(Kipp)장치를 사용하여 황화철 FeS에 묽은 염산 또는 염산 HCl을 작용시켜 얻는다.FeS ＋ 2HCl → FeCl2 ＋ H2S순수한 것을 얻는 데는 염화마그네슘과 황화칼슘의 혼합물에 물을 조금 가한 후 가열하여 얻는다. 여러 가지 금속염 용액과 작용하여 각종 황화물을 생성하므로 분석화학에서 특히 중요하다. 또 유기화합물 합성의 환원제로도 많이 쓰인다. 유독하여 500ppm 이상이면 위독하고, 1000ppm 이상에 이르면 죽는다.2.산화물.여러 가지의 산화물이 존재한다. 이것은 S와 O와의 반응을 한 가수가 다른 물질들이다.①일산화이유황(S2O).무색의 기체로, 꺽은선 구조를 가진 분자형태이다. S-S 결합길이는 1.884 저온,한 용해도 : 0.22g CS2/100ml H2O(22℃)비교적 불안정하여 상온에서도 빛에 의해 분해되며, 인화되기 쉽고, 일단 불이 붙으면 청색의 불꽃을 내면서 이산화황의 자극성 냄새를 발생한다(CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2). 고온에서는 수소에 의해 환원되어 황화수소, 메탄, 탄소 등을 방출한다(CS2 + 3H2 → 2CO2 + 2SO2).4.황산염.천연에서는 주로 화성암 속에 함유되어 있고, 석고, 중정석, 황산납석 등의 풍화 생성물이다. 인공적으로는 금속, 금속산화물, 수산화물, 탄산염 등을 묽은 황산에 녹여 만든다. 또, 염화물, 질산염 등을 황산과 가열해 만드는 방법, 삼산화황 SO3와 금속산화물과 직접 반응시키거나 황화물을 산화하는 방법 등이 있다. 정염은 무색 결정이고, 전이금속의 염은 대부분 색깔이 있다. 대개의 경우 결정수를 가지며 2가 금속염은 보통 6∼7 수화물이지만, 은(Ag), 칼륨(K) 등의 염은 결정수가 없다. 가열하면 물을 포함하고 있던 염은 무수물이 되고, 더 가열하면 분해하여 산화물이 되는데, 고온까지 안정한 것도 많다. 특히 알칼리 금속염이나 알칼리 토금속염은 안정되어 있다. 바륨(Ba), 납(Pb)의 염은 거의 물에 녹지 않고, 칼슘염도 물에 잘 녹지 않는다. 산성염은 정염에 비해 녹는점이 낮다. 또 수용액이 산성을 나타내는 것들이 많다. 알칼리 금속염은 유해하면 여러 가지 화합물을 녹이는 성질이 있어, 융제로 사용된다. 가용성 황산염은 복염을 만들기 쉽다. 탄산알칼리를 세게 가열하면 그 금속을 교환한다. 이러한 반응은 황산 바륨의 침전 반응과 함께 SO42-의 검출법으로 쓰인다.황산염들의 대표적인 것으로는 다음의 것들이 있다.①황산아연(ZnSO4).아연을 묽은 황산으로 용해시킨 용액을 농축 및 냉각하면 0∼39℃에서 7수화물(ZnSO4.7H2O)이 얻어진다. 흰색결정으로 흔히 호반이라고 부르기도 한다. 결정계는 사방정계에 속하며, 조제된 온도에 따라 다른 양상의 수화물이 형성된다. 예를 들어 39∼60℃에서는

자연과학| 2001.10.26| 15페이지| 1,000원| 조회(2,181)

무기화학, s, 황, 황화물, 비금속원소

미리보기

닫기
[화학]UV-VIS(자외선-가시광선) 분광광도법 평가A+최고예요

◎주제: UV-VIS 분광도계에 대한 조사발표.◎목적: UV-VIS의 작동원리와 구조, 사용법의 조사.◎이론 및 원리.1.UV/VIS의 기본이론.(1)전자기 복사선(elecromagnetic radiation).1)X-선,자외선,가시선과 같은 복사선.2)파장의 크기에 따라 에너지의 양의 다름.3)물질과 부딪치면 에너지의 일부가 물질에 흡수되어 그 세기가 감소.(2)전자기 복사.1)광자 또는 양자라고 불리우는 입자가 파동형태로 공간을 통하여 전달되는 에너지.2)파장의 증가함에 따라 또는 파수가 적을수록 에너지는 작음.3)파장의 크기에 따라 물질이 부딪치었을 때 나타나는 현상이 다름.a. X-선: 내부전자의 전이(전자들이 에너지 준위가 변함).b. 자외선 및 가시광선: 외각전자의 전이.외각전자들의 에너지 준위(궤도함수)가 변함.UV/VIS spectrometer를 이용한 물질 분석의 원리.c.적외선: 분자진동. 분자를 구성하는 원자의 결합길이 및 결합각의 변화 IR spect- rometer를 이용한 물질 분석의 원리.d. 마이크로파: 분자회전.e .라디오파: 자기 유발된 원자의 스핀상태의 변화 NMR(핵자기공명분석기)을 이용한 물질 분석의 원리.(3)파장과 에너지.1)파장.a. 한 파동의 정점에서 다음 파동의 정점까지의 거리.b. 단위: 미터단위(μm, nm).2)진동수.a. V = C/λ.b. V: Hz로 표시한 진동수(주기/sec).c.진동수를 cm당 주기수인 파수로 나타냄.3)광자에너지는 파장에 역비례하며 진동수에 비례.E=h c /λ = h v.h=planck 상수.C=빛의 속도(3×1010cm/sec).λ=cm로 나타낸 파장.V=Hz로 표시한 진동수.(4)자외선 분광도법.1)전자들이 낮은 에너지 준위에서 높은 에너지 준위로 변화할 때 흡수하는 전자기 복사선(광자)의 에너지를 측정.2)분자가 광전자를 흡수하는 것은 그 분자 속의 작은 원자단에 속하는 전자가 들뜨기 때문.3)자외선과 가시광선을 이용한 분광광도법은 광전자를 흡수하는 발색단 즉, chromo-및 근적외선 복사선의 흡수를 측정하기 위한 기기는 다음과 같이 구성된다.①광원.②파장 선택기.③시료 용기.④복사선 변환기.⑤신호처리 및 판독장치.(1)광원.분자흡수 측정의 목적의 위해, 고려할 수 있는 범위의 파장에서 예민하게 변하지 않는 연속 광원이 필요하다.1)중수소 및 수소등.자외선 영역의 연속 스펙트럼은 낮은 압력에서 중수소나 수소의전기적 들뜸에 의해서 생겨난다. 연속 스펙트럼이 생기는 메카니즘은 처음으로 들뜬분자의 화학종이 형성되고 이어서 두 개의 원자 화학종 및 자외선 광자를 주는 들뜬 분자의 해리 과정이 포함된다D2 + Ee → D*2 → D' + D" + hv여기서 Ee는 분자에 흡수된 전기적 에너지이고, D*2 는 들뜬 중수소 분지이다.전체 과정에 대한 에너지 관계는 다음 식으로 나타낸다.Ee = ED*2 = ED' + ED" + hv여기서 ED*2 는 D*2 의 정해진 양자화된 에너지이고, 반면에 ED' 와 ED" 는 중수소 두 개 원자의 운동에너지이다.중수소와 수소 방전등의 중요한 특징은 방전을 좁은 광로로 제한해 주는 두 전극간의 틈이다.그 결과로, 직경이 1 내지 1.5nm되는 복사선의 세기가 큰불이 된다. 중수소가 수소보다 어느 정도 더 크고 밝은 불을 주며 널리 사용된다.중수소와 수소는 모두 160 내지 375nm영역에서 유용한 연속 스펙트럼을 생산한다.유리는 350nm이하의 파장을 강하게 흡수하므로 중수소와 수소 등에서는 석영창이 사용된다.2)텅스텐 필라민트등.가장 흔한 가시 및 근적외선 복사선의 광원은 텅스텐 필라민트 등이다.텅스텐 등은 350과 2500nm간의 파장 영역에서 유용하다. 낮은 파장의 한계는 필라민트가 들어있는용기에 복사선 흡수로 정해진다.가시선 영역에서 텅스텐 등의 에너지 출력은 작동전압의 대략 4승으로 변한다.그 결과로 안정한 복사선 광원에서 조밀한 전압조절이 필요하다. 필요한 안정도를 얻기 위하여 일정전압 변압기나 전자 전압 조절기가 일반적으로 사용된다.텅스텐/할로겐 등은 텅스텐 필라민트가 들어있는 석영용 기내모두는 가시선 영역에서 투명하고 적외선 영역에서도 3μm 까지 투명하다. 350과2000nm사이의 영역에서 용융 유리가 사용될 수 있다. 플라스틱 용기도 또한 가시선 영역에서 사용된다.(3)필터의 선택.일반적으로 광도계는 몇 개의 필터와 함께 공급되는데 각각은 여러 가지 스펙트럼의 영역을 투과시킨다. 측정의 감도가 이 선정에 직접적으로 의존하기 때문에 주어진 응용에서 필터의 적당한 선택이 중요하다. 흡수된 빛의 색은 용액 자신 색에 대한 보색이다. 예로 용액이 스펙트럼의 적색을 투과시키고 녹색을 흡수하면, 액체는 적색으로 나타난다. 농도와 함께 변하는 것은 녹색 복사선의 세기이다. 따라서 녹색의 필터가 사용된다. 일반적으로 광도법 분석을 위해 가장 적합한 필터는 분석용액의 보색이다. 동일한 일반적인 색조를 가지는 몇 가지 필터가 있으면 시료 용액이 가장 큰 흡광도(최소의 투광도)를 같는 것을 사용되어야 한다.(4)주의사항빛살에 대한 용기의 위치를 일치시키기 위하여 특별히 주의해야 한다. 곡면 표면에서 광로 길이의 변화와 반사 손실이 심각한 오차를 유발한다. 흡광도 데이터는 같은 용기의 사용, 유지방법에 크게 의존한다. 벽의 지문 ,그리스, 또는 다른 증착 물질이 용기의 투광특성을 현저히 변화시킨다. 따라서, 사용 전후에 철저하게 씻는 것이 반드시 필요하다. 취급하는 동안 창의 표면을 접촉하는 것을 피해야한다. 짜지어진 용기는 오븐이나 불꽃에서 가열해서 말리면 안 된다. 이와 같은 처리는 물리적 손상이나 광로 길이의 변화를 유발한다. 용기는 정기적으로 흡수용액을 사용하여 서로 검정해야한다.3.자외선 분광기의 용도 및 종류.(1)기기의 종류.1)홑빛살형 기기.흡광 측정을 위한 홑 빛살 기기의 구조이다. 복사선 광원중 한가지, 파장 선택을 위한 필터 또는 단색화 장치, 복사선 빛살에 번갈아 삽입시킬 수 있는 짝 지워진 용기, 변환기중 한가지, 증폭기, 및 판독 장치로 구성된다. 보통 홑 빛살 기기는 100%T를 조정하고 분석 성분에 대한 % T를 측정하는데 필요한 계에 기초한다. 공간적인 겹 빛살 기기를 보여주는데, 빛살 분리기로 불리는 V-형 거울에 의해 공간적으로 두 개의 빛살로 분리된다. 한 개의 빛살은 기준 용액을 통과하여 변환기에 도달하고 두 번째는 시료를 통과하여 두 번째로 짝 지워진 변환기에 도달한다. 두 개의 출력은 증폭되고 그 비(또는 비의 대수값으로)가 전자 공학적으로 측정되어 판독장치에 나타난다. 수동 기기에서, 선택기와 빛살 분리기 사이에 있는 셔터로 조정하는 첫 번째의 영점 조정을 포함하여 두 단계 조작으로 측정한다. 두 번째 단계에서 셔터는 열리고 투광도나 흡광도가 미터에서 직접 판독된다[그림(b)].겹 빛살 기기의 두 번째 종류 (c)는 전체 빛살이 단색화 장치를 통과한 다음 처음에는 기준 용기를 통과하도록 방향을 바꾸는 회전 섹터형 거울로 시간적으로 빛살이 분리된다. 복사선 펄스는 한가지 펄스는 투과시키고 다른 것은 변환기로 반사시키는 다른 섹터형 거울에 의해 다시 결합된다. 모터로 작동되는 섹터 거울은 파이 모양의 조각으로 만들어 졌는데 반은 거울이고 반은 투명하다. 거울 부분은 검게된 금속 프레임으로 고정되어 빛살을 주기적으로 막아서 변환기에 도달하는 것을 방해한다. 검출 회로는 이들 주기가 영점 전류조정을 하도록 프로그래밍되었다.이 기기는 영점 형으로 용매를 투과하는 빛살이 그 세기가 시료를 투과하는 빛살의 세기와 일치될 때까지 감쇠된다. 이 설계에서 투광 길이에 따라 선형으로 감소하는 광학 쐐기에 의해 감쇄가 이루어진다. 따라서 영점 검출기에 의해 나타나는 바와 같이 두 개의 전기 펄스가 같아질 때까지 빛살에서 쐐기를 움직여서 영점에 도달한다. 쐐기에 부착된 포인터에 의해 투광도(또는 흡광도)가 읽혀진다.겹빛살 기기는 변환기와 증폭기에서의 변동과 광원의 복사선 출력의 최단기 요동을 보상하는 장점을 준다. EH 파장에 따른 광원 세기의 넓은 변화도 보상한다. 더욱이 겹 빛살은 투광도나 흡광도 스펙트럼의 기록을 연속적으로 유도한다. 결과적으로 대부분의 현대 자외선 및 가시선 기록 기기는 증배관과 분산장치로 회절발을 사용한다.3)겹 빛살 기기.현재 자외선/가시선 영역의 스펙트럼에 대해 사용되는 많은 수의 겹 빛살 분광광도계가 존재한다.기기는 195내지 850nm 의 파장 범위, 4nm의 띠 나비, 0.5% T의 광도법 정확도, 및 0.2% A의 재현성을 갖는다. 미광 복사선은 240과 340nm에서 P의 0.1% 미만이다. 이 기기는 여러 회사에서 제공하는 몇 가지 기기의 대표적인 것이다. 이런 기기는 전체 스펙트럼이 필요치 않은 정량분석에 적합하다.4)이중 분산형 기기.스펙트럼 분해능을 증진시키고 산란 복사선을 현격히 감소시키기 위하여, 많은 기기가 상호교환 슬릿으로 배열된 두 개의 회절발이나 프리즘으로 직열로 설계되었는데, 그 결과 이들 기기는 두 개의 단색화장치가 직열 구조로 되어있다.4.결과의 도출법.분광광도계는 어느 것이나 마찬가지로 시료에 빛을 투과하여 그 수치로서 물질의 형질과 종류를 파악한다. UV-VIS는 비록 타 분광광도계에 비해 그 정밀성이 낮지만, 우리는 실험에서 얻은 수치와 분광학에서 정의하는 기본 이론에 근거하여 좀더 명확하고, 신빙성있는 결과를 도출해 낼 수 있다. 보통, 한 물질을 파악할 때, UV-VIS는 그 물질의 근접한 경우를 산정해 내고, 다른 분광도계(좀더 정밀성이 있는 IR, NMR과 같은)를 병용함으로써 정확한 수치에 다다른다.(1)결과 출력물의 형태.분광광도계의 모델이나 그 정밀성에 따라서 결과의 도출 형태는 다를 수 있지만, 기본적으로 흡광도(A)나 흡광계수( )가 주축이 된 출력물 형태를 띤다. 경우에 따라서는(대부분 정밀도 위주가 아닌 교육용으로서)단순히 몇 자리의 소숫점을 갖는 숫자로서 표현되는 경우도 있다. 요즘엔 기기의 발전이 거듭되어 분광학에 필요한 거의 모든 수치를 컴퓨터가 계산하여 일일이 모든 값이 설정되어 도표화되어서 나오는 경우가 많다(오른쪽 그림).컴퓨터가 곡선을 나타내고, 여기의 x축은 파장(nm 단위), y는 보통 흡광계수를 log를 취하여 나타낸다. 또한 곡선중 가장 높은 수).

자연과학| 2001.10.26| 12페이지| 1,000원| 조회(8,702)

자외선, 분광광도법, UV, 무기실험, 분광도계

미리보기

닫기
고분자에 대하여... 평가B괜찮아요

◎고분자의 정의.고중합체(高重合體)라고도 하며, 또 이와 같이 분자량이 큰 분자를 고분자라고 한다. 처음에는 유기고분자화합물에 한정되어 있었으나, 최근에는 공유결합성을 지닌 무기고분자화합물까지 넓혀졌다. 일상생활과 관계가 깊은 것이 많은데, 예를 들면 단백질을 비롯해서 녹말 ·셀룰로오스(섬유소) 등은 천연으로 존재하는 고분자화합물들이고, 나일론 ·테트론 등의 합성섬유나 베이클라이트 ·폴리염화비닐(PVC) ·폴리에틸렌 ·스티로폴 등은 합성고분자화합물들이다. 고분자화합물은 독일어의 hochmolekulare verbindung에서 나온 말로서, 1930년대 초반에 H.슈타우딩거가 천연고무나 셀룰로오스가 분자량이 큰 분자로 구성되어 있음을 밝힌 데서 명명되었다. 그 이후로 주목을 끌어 천연으로 존재하는 고분자화합물의 성질이 밝혀짐에 따라 단위체(單位體)라 불리는 간단한 저분자(低分子)로부터 고분자화합물을 합성할 수 있게 되었다.◎고분자 화합물의 구조와 형태.1.반복단위에 따른 분류.고분자 화합물은 이를 이루는 반복단위1) 고분자를 이루는 최소의 분자단위. 단량체(丹良體)라고도 하며, 영문으로 monomer로 표현한다. 이에 따라 고분자의 물성(物性)이 변화한다.에 따라 분류할 수 있으며, 그에 따른 구조의 형태는 단일중합체(homopolymer)와 공중합체(copolymer)가 있다.①단일중합체(homopolymer).단일중합체는 하나의 반복단위가 한 종류로 중합) 한 종류의 단위체가 2개 이상 결합하여 단위화합물의 정수배인 분자량으로 화합물을 생성하는 반응형태.된 경우를 뜻한다. 즉, 하나의 단위체를 A로 볼 때,-A-A-A-A-A-A-의 구조로 결합된 경우를 뜻한다. 여기서 A의 뜻은 하나의 분자를 뜻하며, 규칙적인 배열을 갖는다.ex)polyethylene →-CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 -CH_3 ---poly(ethylene oxide) →-CH_2 -CH_2 -O -CH_2 -CH_2 -O3가지 형태로 구분 지을 수 있다.①선형 고분자.단량체가 연결되어, 긴 모양의 사슬을 이루는 형태이다. 실제적으로 a형은 형식적으로 표현한 형태이고, b가 실제적인 모양에 가깝다. 때로는 양 끝이 붙어 거의 고리형을 이루고 있을 때도 있다.) 이것은 입체화학에 근거하는 현상들이다.혹은 이 사슬모양의 중간중간마다 작은 가지가 달려 있을 수도 있으며, 물리적 성질은 불에 매우 약하여 가소성이고, 혹은 수분에 의하여 쉽게 늘어날 수가 있다. 또한 화학약품에 반응할 경우, 접촉면적이 상대적으로 넓어, 쉽게 변성이 되기도 한다. 그러나, 이러한 성질은 고분자에 있어서 성형이 자유롭게 일어날 수 있으며, 이는 공업적인 발전에 크게 기여한 형태이기도 하다. 열가소성수지) 열에 의한 변형이 유리하고, 일정 온도로 냉각되면 그 형체를 유지한다. 일반 실생활의 사출, 압축, 압출, 주조 성형에 의한 방식으로 필요한 모양을 만든다.의 대부분이 이러한 형태이다.ex) polyethylene, polyester, Nylon등의 열가소성수지.②가지 고분자.오른쪽 그림에서 보듯, 단량체가 연결된 사슬의 중간에 또 다른 단량체의 사슬이 연결된 것. 한마디로 선형고분자의 단순한 결합체이다. 화학적, 물리적 특성은 선형 고분자와 거의 흡사하며, 가지의 수에 따라 탄성률, 충격강도, creep) 일반적으로, 물체가 탄성을 잃고 흘러버려서 모양이 변해버리는 현상., 용융점도 등의 물성에 차이가 난다. 같은 고분자 물질이라도 배열과 결합위치가 다르면 물성도 다를 수 있다는 것을 의미하게 하는 구조이다. 역시 열가소성수지가 주류를 이룬다.ex)저밀도 polyethylene③가교 고분자.선형 고분자형 구조와 가지 고분자형 구조가 얽혀서 이루어진 구조이다. 보통 한 고분자에 다른 물질이 첨가되어 그 첨가 원소가 각 선형 고분자에 가교를 놓아, 그물모양의 복잡한 가교가 드리워진 형태를 띄게 된다. 연결된 고분자는 화학적으로나 물리적으로나 선형 및 가지형 고분자보다는 상대적으로 강한 특성을 보인다. 보통 서 보듯, cis를phi(회전각)값이 0˚이 되는 점으로 하고, trans를 180˚가 되는 점으로 할 때, 결합각이 증가하는 순서대로 그 에너지 차를 따져본다면) CH3가 많이 겹칠수록 에너지는 높고, 전혀 겹치지 않는다면 에너지는 낮다. 이와 같은 이유는 CH3에 의한 입체장애 때문에 생기는 현상이다., 다음과 같은 도표가 완성된다. 이러한 입체 장애와 그에 따른 에너지의 고저가 원인이 되어, 고분자의 결합 사슬은 cis와 trans, 혹은 gauche일 때의 형태가 불규칙적으로 배열이 되며, 따라서 꼬불꼬불하고, 전반적으로 선형구조가 휘어있는 random coil을 형성한다. 여기서 선형구조 양 끝의 거리 r은 고분자 사슬이 공간에서 차지하는 크기를 나타낸다.) 상식적으로 r이 0이나, 분자 전체길이 L=r이 되는 경우는 거의 있을 수 없는 확률이므로, r의 근제곱 평균을 질량중심반경 rg으로 표현한다.4.polymer의 이성질체.고분자 역시 구조 및 입체화학에 근거를 두는 물질이므로 얼마든지 이성질체가 존재한다. 대표적인 것은 부가중합에 의한 이성질체와 치환기 X에 의한 tacticity에 근거한 이성질체가 있다.①부가중합에 의한 이성질체.isoprene의 단량체가 그 예이다. 만약 줄기탄소수가 4개라면, 1, 2-부가와 1, 4 및 3, 4-부가중합이 가능할 것이다. 부가중합은 각 줄기 탄소의 위치끼리 중합되어 나타나는 현상으로, 당연히 분자량은 같지만, 구조가 근본적으로 틀리므로, 물성 또한 다르게 나타날 것이다.② tacticity.예를 들어,-(-CH_2 -CHX-)-_n의 구조를 가진 vinyl 계 고분자의 경우, 다음의 세 가지의 tacticity 형의 이성질체를 가지게 된다. 왼쪽의 그림에서 는 isotactic을, 는 syndiotactic, 는 atactic을 나타낸다. 특히 atactic 같은 분자형태를 입체특이성, 혹은 입체 규칙성 분자라고도 하며, conjugate diene 류의 부가 중합체와 epoxide, carbonyl 화합 단량체를 표기하고 각 단량체 앞에 교대, block, graft 공중합체를 구분하기 위하여 각각 사이에 -alt-, -b-, -g-의 표기를 한다. 예를 들어 단량체 3개가 block형 공중합체라면, 다음과 같이 표기한다.poly(단량체1-b-단량체2-b-단량체3)이며, 여기서 단량체의 각 이름은 적당히 변용한다. 혹은 공중합체인 것만을 표현하여 두 종류의 단량체일 경우 다음과 같이 쓴다.poly(단량체1-co-단량체2)2.IUPAC 명명법.최소 반복 단위를 나타내는 단량체의 구조를 세분화한다. 예를 들어-CH_2 -CH_2 -(ethylene)을-CH_2 -의 IUPAC 명으로 2개 붙은 단량체임을 표기한다. 따라서 ethylene의 IUPAC 명은 methylene이 될 것이다. 이는 분자구조-A-A-에 해당하는 것으로, 앞에 poly를 붙이고, 뒤에 ()안에A의 IUPAC 명(名)을 붙인다. 따라서 polyethylene의 IUPAC 명은 poly(methylene)이 될 것이다. 만약 단량체를 나눈 분자마저 다르다면, 그 분자의 구조는-A-B-가 되며, 이는A와B를 IUPAC 명으로 순서대로 나타내어 ()안에 표현하고 앞에 poly를 붙인다. 예를들어 단량체의 통상명이 styrene이라면, 이것은 IUPAC 명명법으로는 ethyl기에 benzene이 치환된 구조이므로, benzene의 작용기로서의 IUPAC 명인 phenyl을 먼저 써주고, 뒤에 ethylene을 붙인다. 또한 결합 탄소의 위치를 나타내기 위해 탄소위치 번호인 1을 앞에 갖다 붙이면 1-phenylethylene이 된다. 이것을 ()안에 넣고 앞에 poly를 붙인다. 그러면 통상명이 polystyrene인 polymer는 IUPAC 명명법으로는 poly(1-phenylethylene)이 된다.3.상품명(商品名).이것은 특별히 어떤 원칙에 의해 polymer의 이름을 정하는 것이 아니라, 최초로 발견했거나 합성해낸 개인이나 단체가 임의로 붙인 명칭을 따른다. 그 예로서, 통상명으로 po슬은 평면 zig-zag로 배열된다. 그에 따른 단위격자는 orthorhombic의 형태를 띤다. 사슬구조의 규칙성에 따라 결정성과 비결정성이 구분되기도 한다.②fringed micelle model.고분자의 밀도가 고르지 못함이 판명되어 비결정질과 결정질이 섞여서 존재한다는 추측이 기정사실화 되었다. 따라서 비교적 작은 결정영역이 비결정 영역 안에서 묻혀있는 것으로 해석되었다. 이러한 것은 고분자 사슬이 간혹 불규칙적인 모양으로 일그러지는 데서 기인하는 현상이다. 불규칙적으로 일그러진 부분은 규칙적인 부분에 비해 겹쳐 쌓일 확률이 낮다. 따라서 불규칙성을 띠는 부분이 들떠서 비결정질이 되고, 규칙적인 부분은 차곡차곡 쌓여서 결정질이 된다. 또한 이 결정질은 비결정질 사이에서 부유하는 형태로 존재하게 된다. 이러한 것은 유리전이온도 이하라면 비결정질 영역도 단단한 상태가 되지만, 보통 실온에서는 고무와 같이 약한 구조체에 불과하다. 이러한 형태의 고분자 결정구조 모형을 fringedmicelle model이라고 한다(아래 그림 참조).③Lamella 결정 모형(or folded chain model).polymer의 용융점보다 높은 온도를 가하고, 냉각시킬 경우에 얇은 판상모양의 단결정이 석출된다. 이를 Lamella 결정 모형이라고 한다. 이 단결정은 다른 무기결정과 마찬가지로 점차 층상모양의 거대한 단결정체로 성장한다. 단지 차이점은 고분자 사슬이 folder 형태로 접히면서 결정을 형성시킨다는 점이다. 이를 folded chain이라 한다. 하나의 작은 단결정을 중심으로 점점 접혀서 둘러쌓여 결정은 점점 커지게 되는데, 이렇게 거대화된 결정을 구정(spherulite)이라고 하며, 이 크기는 수mu m~ 수mm에 이른다. 구정의 단면은 folded chain이 겹겹이 쌓여 방사상으로 뻗어나가는 형태로 되어있으며, 이 구정이 다 자라서 서로 부딪히게 되면, 닿은 면에 층상이 생겨 전혀 다른 방향으로 뻗어있는 결정의 단면적이관찰된다. 이 모형의 생성과정을 간된다.

자연과학| 2001.09.21| 11페이지| 1,000원| 조회(1,617)

고분자, 유리전이온도, 명명법, 점탄성, 고분자결정

미리보기

닫기