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  화학공학실험 | Nanocrystals - Ⅱ-Ⅳ반도체 나노 입자 합성 - Oleylamine-based Synthesis of Cadmium Selenide Semiconductor TIP 1. Ⅱ-Ⅳ족 반도체의 하나인 카드뮴셀레나이드(CdSe)나노입자를 콜로이드 용액법으로 합성 해본다. 2. 나노 입자가 어떠한 메커니즘으로 형성이 되는지, 그 특성이 발휘되기 위해서 어떠한 조 건들이 있는지 이론적으로 습득하도록 한다. 3. 표면 의존적인 나노입자의 특성 및 제어하는 방법을 이해한다. 4. 만들어진 결정을 UV-Vis 분광광도계를 사용해 분석하는 실험을 통해 분석에 대한 기초 적인 지식을 살펴본다. 나노 입자의 표면 나노입자와 같은 작은 크기의 영역에서는 많은 양의 원자가 입자의 표면에 위치하게 된다. 나노입자에서 광학적 흡수 특성은 나노입자 표면 특성에 큰 영향을 받지 않는다고 알려져 있다. 반면에 발광 특성은 나노입자 표면 특성에 아주 큰 영향을 받는다는 것은 많은 문헌에서 보고.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 6. 22.

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  화학공학실험 | DT-TGA - Differential Thermal Analysis – Thermogravimetric analysis TIP TGA와 DTA/DSC의 원리와 특징 그리고 응용분야에 대한 이론에 대한 숙지와 Calcium Oxalate Monohydrate의 열분해 반응에 대한 이해 하에 이를 TGA- DTA/DSC 기기를 이용하여 열분해 하는 방법을 터득하고 반응 온도에 따라 화합물의 특성을 분석하는 방법을 익힌다. Enthalpy 열역학에서 엔탈피(enthalpy)는 계의 내부 에너지와 계가 바깥에 한 일에 해당하는 에너지(즉, 부피와 압력의 곱)의 합으로 정의되는 상태함수이다. 열역학, 통계 역학, 그리고 화학에서 중요한 물리량으로, 엔트로피와는 서로 다르다. 엔탈피는 다음 식으로 주어진다. H = E + PV 여기서, H: 계의 엔탈피 E: 계의 내부 에너지, P: 계의 압력 V: 계의 부피 압력의 변화가 0인 경.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 6. 15.

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  화공기초실험 | 표면장력계를 이용한 표면장력 측정 TIP 표면장력계를 이용해서 액체의 표면장력을 측정하는 것이다. 표면장력은 분자에 의하여 액체가 수축하여 표면적을 될 수 있는 한 작게하려는 성질이다. 액체와 기체 혹은 액체와 고체 등 서로 다른 상태의 물질이 접해 있을 때 그 경계면에 생기는 면적을 최소화하기 위해 작용하는 힘이다. 표면장력은 액체 내의 분자 간의 인력에 의해 서로에게 생긴다. 액체의 분자간 인력의 균형이 표면 부분에서 깨지고 표면 부분의 분자가 액체 속의 분자보다 위치에너지가 크고 액체가 표면적에 비례한 에너지를 가지기 때문에 이것을 작게 하려고 하는 작용이 표면장력으로 나타난다. 물질 내부에 있는 분자에서는 모든 주위의 분자에 의해 똑같이 끌어 당겨진다. 모든 주변으로 동일한 힘을 가지고 끌어 당겨져서 힘이 상쇄가 된다. 모세관을 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 6. 11.

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  화학공학실험 | DNA 정제 및 분석 TIP 박테리아로부터 염색체 DNA를 분리․정제 하는 과정에서 각 시약과 Enzyme의 작용과 실험과정을 이해하고 PCR과 전기영동법에 대해 알아보며 장치의 조작 방법을 습득한다. Central dogma 유전정보(genetic information)는 DNA에 의해 암호화되어 저장되며, DNA 복제(replication)에 의해 다음 세대로 전달된다. 또한 전사(transcription)의 과정을 통해 DNA에 있던 유전정보는 RNA로 옮겨가고 다시 번역(translation)의 과정을 거치면서 만들어진 단백질(protein)에 의해 유전정보가 실체화되어 몸속에서 기능을 하게 된다. 이처럼 유전정보는 DNA에서 RNA, 단백질로 전환되면서 생명활동을 유지시키는데 필수적인 유전정보의 흐름을 형성하는데 이.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 6. 7.

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  화공기초실험 | 고체의 표면 에너지 측정 TIP 접촉각 측정 방법 및 접촉각 측정에 영향을 주는 원인을 먼저 알아보고, 표면장력 및 판의 성질을 살펴본 뒤 접촉각 측정과 관련된 선행 연구를 고찰하고자 한다. 접촉각을 측정에 영향을 주는 변인 1) 온도 : 접촉각은 온도에 따라 변하므로 결과의 재현성을 보장하기 위해서 표준온도를 반드시 지켜야함 2) 시간 : 표면과 닿아있는 방울의 접촉각은 시간이 지남에 따라 액체의 증발 또는 액체 사이에 존재하는 힘의 변화에 의해서 변한다. 3) 액체방울의 부피 및 크기: 방울의 크기는 접촉각에 영향을 미치는 매우 중요한 변수로 방울의 지름이 증가하면 무거워지고 방울이 무거워지면 중력의 영향을 더 받게 되므로 접촉각은 감소한다. 그러므로 가능한 한 같은 부피, 같은 크기의 용액을 떨어뜨리는게 좋다. 4) 방울 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 6. 2.

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  화공기초실험 | 접촉각 표면에너지 측정 TIP 접촉각 측정을 통해 얻어진 데이터를 기초로 표면에너지를 계산하고 표면의 극성과 비극성도를 계산할 수 있으며 절댓값으로 환산하여 표면에너지 스펙트럼을 통한 표면의 화학적인 분포를 예상할 수 있다. 그리고 이를 통해 액체 내의 압력에 관한 정의를 이해한다. 액체표면의 특성은 분자간의 인력에 의존한다. 응집력은 분자 간에 작용하는 인력을 말하며, 부착력은 서로 상이한 분자 간에 작용하는 인력을 말한다. 표면장력은 액체의 표면을 단위면적만큼 넓히는 데 소요되는 일이다. 고체 표면과 접촉하고 있는 액체 표면은 부착력이 우세하면 접촉점에서 올라갈 것이고 응집력이 더 강하면 내려갈 것이다. 모세관 현상은 고체와 접촉하고 있는 액체 표면의 상승이나 하강 현상이다. 한 분자가 동일한 분자의 액체 bulk상에 존재.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 27.

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  화학공학실험 | Electrophoresis - 전기영동 TIP 단백질의 기본적인 개념과 단백질의 분리정제에 대해서 이해하고, 단백질의 분리의 가장 일반적인 방법인 1-D 전기영동 실험을 이용하여 목적하는 단백질의 분리 및 단백질체학(proteomics)의 기본적인 지식을 배양하도록 한다. 실험 방법 1. Casting & Running (Denaturing SDS-PAGE) ① 전기영동 키트의 고유한 방법에 따라 유리판을 casting한다. ② Stacking gel과 running gel 용액을 준비한다. Ⓐ Stacking gel과 running gel 모두 부족할 때를 대비 하여 충분히 만든다 Ⓑ Running gel은 15%, Stacking gel은 5%가 되게 만든다. ③ Running gel 용액에 ammonium persulfate와 TEMED.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 24.

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  공업화학실험 | 단순 증류를 이용한 가솔린 증류 TIP 원유를 끓는점의 차를 이용한 분별 증류에 의하여 아래와 같이 석유 가스, 휘발유(가솔린), 등유, 경유, 중유, 아스팔트로 나누어지며 취급이 간편하고 경제성이 뛰어나 전 세계에서 널리 이용되고 있다. 이번 실험에서는 여기서 나오는 자동차용 가솔린을 다시 한 번 증류하여서 시간에 따른 온도가 변할 때 나오는 가솔린의 부피를 측정하여 증류 곡선도를 구하고 KS규격(KS M2031)에 합격하는지의 여부를 판정한다. 또한 분별 증류를 통하여 단순 증류의 원리를 이해하는 것을 목적으로 한다. 분별증류 2종 이상의 여러 가지 성분을 포함하는 시료로부터 각 성분을 증류에 의해서 분리하는 조작을 분별증류(fractional distillation) 라고 한다. 단순증류(simple distillation)로서는.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 24.

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  화공기초실험 | Melting Point 측정으로 공융점 결정과 Phase diagram 작성 TIP 순수한 물질의 녹는점과 각각의 몰 비를 갖는 두 물질의 혼합물의 녹는점을 측정하여 각각의 phase diagram을 작성하고 공융점을 알아봄으로써 순수 물질과 혼합물질의 녹는점의 특성을 알아본다. 고체의 녹는점(melting point, m.p.)은 1기압 하에서 고체가 액체로 변하기 시작하는 온도이다. 순수한 물질이 고체에서 액체로 변화하는 온도범위는 불과 0.5℃이내이므로 녹는점을 물질의 확인에 응용할 수 있다. 그러나 불순물이 섞여 있을 때 상(Phase)변화에 의해 관찰되는 온도변화는 0.5℃보다 크다. 실험실에서 녹는점을 측정하는 방법은 모세관을 이용하는 것이 보편적이다. 잘 분쇄된 시료를 한쪽 끝이 막힌 모세관에 충분히 채우고 Thiele관 또는 플라스크에 장치하고 여기에 시료의 녹는점.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 12.

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  공업화학실험 | 분광 분석법 TIP 적외선 흡수분광법으로 작용기를 분석하여 시료의 구조를 알아내고, 자외선 흡수분광법 및 형광 분석법을 이용하여 시료의 특성을 알아본다. 적외선 분광법 적외선 분광학(Infrared Spectroscopy)은 샘플이 적외선 영역에서 흡수하는 파장에 기초한 분석이다. 적외선에서 방출된 IR 광선의 일부가 샘플에의해서 흡수가 되고 나머지는 검출기에 도달하여 측정이 된다. 따라서, 나머지 IR 광선은 방출된 IR 광선과 비교하여 주파수의 함수로 샘플의 IR spectrum을 그린다. 분자들이 진동을 함에 따라서 이 분자진동의 주파수가 IR 광선주파수와 일치를 하게 되면 그 주파수가 흡수되게 된다. 분자가 dipole 모멘트를 가지고 있으면 IR 광선을 흡수한다. PL(photoluminescence) Lu.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 12.

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  공업화학실험 | Universal testing machine TIP UTM기기를 이용하여 고분자의 물성을 알아보는 실험으로 고분자의 물성을 알아보는 실험이다. UTM (universal testing machine) 만능재료시험기(universal testing machine)라 한다. 재료의 인장, 압축, 휨 시험 등을 할 수 있는 시험기. 일정한 시간과 힘 그리고 일정한 방향으로 시편에 대해 일을 가해주면 그 힘에 대한 laod값이 발생하고 그 laod값을 측정하는 것이다. 기계적인 물성을 측정하는 실험으로는 압축, 인장, 굽힘 등의 실험이 있는데 모두가 각 시편에 대한 힘을 가해주었을 때 그 힘에 대해 시편이 변형을 일으킬 때까지의 load값을 측정하는 것이다. 인장 실험(Tensile Test) 인장시험은 크기 및 형상이 결정된 시험편에 점증적으로 하중을 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 9.

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  화학공학실험 | Heat Transfer TIP 열 흐름(열전달속도)을 온도의 구배, 전달면적의 함수로 나타내는 기본적인 Fourier's law을 이해하는데 목적이 있다. 즉, 1차원적인 선형 및 반경방향 전도에 있어서 여러 가지 전도체(Brass stainless steel), 절연체(코르크, 종이)에 대한 면적의 효과, 열전도도, 복합재료에 대한 총괄전열계수 절연체 등의 영행을 고찰하는데 목적이 있다. 열전달 열은 전도, 대류 및 복사의 세 가지 방법으로 전달된다. 모든 형식의 열전달은 온도차가 있어야만 가능하며, 열은 높은 온도의 매체로부터 낮은 온도의 매체로 전달된다. 1. 전도 전도는 입자간 상호 작용의 결과로서 보다 활동적인 물질의 입자로부터 인근의 활동이 적은 입자로의 에너지 전달이다. 전도는 고체, 액체, 또는 기체내에서 일어날.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 9.

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  화공기초실험 | 염색체 DNA의 정제 및 분석 Agarose gel의 전기영동법 단백질이나 핵산 등의 고분자물질은 전하를 띄므로 이를 기초로 하여 이들 분자를 전기장에서 이동 분리시켜 이들의 순도나 성질의 분석 및 분리 등에 사용하는 방법을 전기영동법이라고 한다. 전기영동에서 하전 분자의 이동 방향은 그 분자가 갖는 전하의 부호에 의하여 결정되지만, 전기영동에서 고분자를 움직이는 힘은 전장의 세기(E)이다. 전기영동에 필요한 세가지 성분은 1)전하를 띤 입자, 2)전장, 3)이동이 일어날 수 있는 medium이다. 본 실험에서 DNA분자를 사용했는데 이는 DNA 골격 축에 존재하는 인산 때문에 전기적으로 음전하를 뛰어서 전기장에 놓일 때 양전극을 향해 이동하게 된다. 이때 이동하는 속도는 1)분자의 net electric charge, 2)분자의 크.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 6.

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  공업화학실험 | TGA - 열분석, Thermogravimetric Analysis TIP 고분자의 물리적 성질을 측정하여 시료의 물성을 평가하는 방법으로 그 방법으로는 융점, 전이, 분해, 결정화, 팽창하는 정도로 관찰하며, 온도변화에 따른 고분자를 포함한 유기물질 및 무기물질의 무게변화를 측정하여 분석하는 방법으로, 열 무게 측정 분석에 의한 온도-무게 변화량의 곡선으로부터 시료의 열에 의한 변화 상태를 보면서 정성 및 정량 분석이 가능하다. 본 실험은 고분자의 물리적 성질을 측정하여 시료의 물성을 평가하는 방법으로 그 방법으로는 융점, 전이, 분해, 결정화, 행창하는 정도로 관찰하는 것이 목적이다. 실험은 시료를 올리기 위한 백금 팬을 세척한 뒤 알코올램프로 붉게 달아오를 때 까지 가열하고 백금 팬을 TGA기기에 연결하여 영점을 맞추고 백금 팬을 분리하여 시료를 올리고 다시 연결한.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 5. 5.

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  공업화학실험 | Reduction of chlorobenzaldehyde with NaBH4 TIP 본 실험은 4-chlorobenzaldehyde를 NaBH4와 반응 시켜 4-chlorobenzyl alchohol을 생성시키는 환원 반응이다. 반응을 시키고 난 후, TLC판을 분석함으로써 생성물의 생성여부를 알 수 있고, 4-chlorobenzyl alchohol의 생성량을 통하여 수율을 구할 수 있다. 산화 환원 반응 일반적으로 산화와 환원은 산화수가 변하는 모든 반응에서 일어난다. 산화수는 화합물 내에서 원자가 가지는 전하의 양인데, 몇 가지의 규칙을 통하여 결정된다. 넓은 의미 에서는 전자를 잃는 것을 산화, 전자를 얻는 것을 환원이라고 한다. 그리고 산화와 환원은 하나만 일어날 수 없다. 산화가 일어나면 환원도 항상 같이 일어나게 된다. 이를 ‘산화-환원의 동시성’이라고 한다. 예를 들.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 30.

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  화학공학실험 | 고분자 물질의 분자량 측정 - GPC를 이용한 고분자물질의 분자량 측정 TIP 1. GPC(Gel Permeation Chromatogrphy)의 원리와 특징을 살펴보고, 사용법을 익히며 그것의 결과치를 해석한다. 2. 분자량 분포가 좁은 폴리스티렌관 분포가 넓은 폴리스티렌 및 PVC를 GPC를 이용하여 분석하고자 한다. GPC 서론 GPC (gel permeation chromatography)는 어떤 긴 컬럼안에 가교된 고분자 (gel)로 충진 시키고, 이 컬럼안으로 고분자용액을 투과 (permeation)시켜 컬럼안에서 고분자가 크기에 따라 분리될 수 있도록 고안된 분리법이다. 쉽게 말하면, 분자량이 큰 물질이 먼저 유출되고, 작은 분자량물질이 느리게 나오도록 하여, 고분자가 컬럼내부에서 얼마나 머무는가 하는 시간 (retention time)을 측정하여 고분자의 분자.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 30.

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  화공기초실험 | 에탄올 수용액의 partial molar volume을 비중계로 측정한 밀도 이용 TIP 부분 몰부피의 원리를 이용하고 에탄올 수용액의 partial molar volume을 비중계로 측정한 밀도를 이용하여 농도의 함수로 계산한다. 부분 몰부피 (Partial molar volume) 어떤 혼합물에서 그 혼합물의 구성 성분인 한 물질 A의 부분 몰부피는 다음과 같이 나타낸다. 혼합물이 A로만 이루어져 있을 경우, 즉 순수한 A로만 이루어진 물질에선 부분 몰부피는 그 물질의 몰부피와 같다. 혼합물에서 부분 몰부피는 몰부피와 같지 않으며, 혼합물의 조성에 의존한다. A와 B로 이루어진 혼합물이 있다면 일정한 p와T 에서 다음과 같은 등식이 성립한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 물과 에탄올을 g 단위로 80:20, 60:40, 40:60, 20:80으로 혼합하여 수용액을 만든다. 2).. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 26.

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  공업화학실험 | Al-Air Battery - 알루미늄 에어 배터리 TIP 1. Al-air battery 1차 전지를 제조하고, 전해질의 농도와 종류에 따른 개방 회로전압을 측정하는 실험과 전지를 일정한 전류로 방전했을 때, 나타나는 전압 값의 변화를 측정하여 방전용량 값을 계산 해보는 실험으로 이를 통해 우리는 알루미늄 에어 배터리의 전반적인 개념 및 원리를 이해할 수 있다 2. 알루미늄 호일과 공기중의 산소를 반응시켜 방전할 수 있는 간단한 전지를 만드는 실험을 통해 그 과정과 응용법을 이해한다. 3. 제작된 전지의 전압을 측정하여 I-V CURVE 를 작성하고, 전지의 이론 방전용량을 계산한다. 전지는 물리적 혹은 화학적 반응으로 방출되는 에너지를 전기에너지로 변환하여 저장하거나 외부회로를 통해 내보내어 필요할 때마다 사용할 수 있는 소형 장치를 말한다. 이러한 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 24.