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  화학공학실험 | 염료감응 태양전지 제조 TIP 염료감응형 태양전지의 광전기화학적 반응원리 이해 및 단위 셀 제조를 통한 광원의 세기와 광원의 조사거리 변화에 따른 단위 셀의 출력 변화를 관찰하고자 한다. 나노입자를 이용한 염료 감응형 태양전지 염료 감응형 태양전지는 TiO2를 주성분으로 하는 반도체 나노입자, 태양광 흡수용 염료 고분자, 전해질, 투명전극 등으로 구성되어 있으며, 식물의 광합성원리를 응용한 전지이다. 이 전지가 기존의 태양전지와 다른 근본적인 차이점은 기존의 태양전지에서 태양에너지의 흡수과정과 전자-정공 쌍이 분리되어 전기의 흐름을 만드는 과정이 반도체 내에서 동시에 일어나는 것에 비해, 태양 에너지의 흡수과정과 전하이동 과정이 분리되어 태양에너지 흡수는 염료가 담당하고, 전하의 이동은 전자의 형태로 반도체에서 담당한다는 것이.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 23.

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  화학공학실험 | 양이온 크로마토그래피 TIP 양이온 교환 수지를 이용하여 양이온의 농도를 측정한다. 이온교환 크로마토그래피 이온교환이 가능한 작용기를 갖는 정지상(이온교환체)을 사용하여, 이온성물질(무기이온, 유기산, 유기염기, 아미노산 등)을 분리하는 방법이다. 이온교환체는 이온교환기와 그 이온교환기를 고정시키는 지지체로 이루어져 있다. 지지체로는 유기 중합체(스티렌과 디비닐벤젠의 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리히드록시메타아크리놀 등)나 실리카겔 등이 사용되고 있다. 정지상에 있는 양이온 또는 음이온 교환기는 전해질 수용액 중에서 해리되어, 수용액에 이온을 내고 이온화상태로 된다. 이렇게 이온화상태로 되어 있는 정지상에 하전된 성분이 지나가면, 방출된 이온과 같은 부호의 전해질이온이나 시료이온을 흡착하게 된다. 이 이온교환작용을 이용하여 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 16.

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  화학공학실험 | 낙구에 의한 점성 측정 TIP 1. 여러 가지의 침강구를 관에다가 넣어 떨어지는 소요되는 시간과 점성에 따라 침강구가 떨어지는 속도를 측정하고 Stoke's의 법칙으로부터 유체의 저항을 구해본다. 2. 낙구가 정해진 수직(重直)거리를 강하하는데 소요되는 시간을 측정하여 Stoke's의 법칙으로부터 유체의 저항을 구할 수 있다. 3. 미지의 점성을 가진 유체의 교정(calibration)실험으로부터 계기의 정수를 구하여 미지점성의 유체의 점성을 구하는데 본 실험의 목적이 있다. 유체속에 지름이 서로 다른 여러 종류의 강구를 낙하시켜 표시된 두선을 통과하는 시간을 측정하여 그로 부터 점도를 구한다. 이 실험에서 가장 중요한 점은 구가 두 표시점 사이를 통과하는 정확한 시간을 측정하는데 있으며 Stoke의 법칙을 전제로 하여 Rey.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 10.

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  화공기초실험 | 액체 상호 용해도 TIP 1. 물과 페놀의 혼합비율에 따라 상호 용해도 측정을 익힌다. 2. 상호 용해도 측정에 따라 이 계의 임계 공용 온도를 파악한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 먼저 고체 상태의 페놀을 항온조(약 70℃)에 넣어 녹인다. 2) 시료의 혼합액을 만든다. 피펫을 사용하여 30vol% 페놀 용액을 만든다. 피펫을 사 용할 때 온도 가 내려가면 피펫 주위에 페놀이 굳어져 달라 붙기 때문에 미리 피펫을 데운 다음에 사용한다. 30vol%의 페놀 용액은 페놀 3㎖에 증류수 7㎖를 시험관 넣어 만든다. 3) 이 시험관을 비이커에 넣어 중탕으로 온도를 높인다. 온도계를 사용하여 조용히 교반 하면서 열을 가한다. 4) 하얀색 침전이 사라져 맑은 균일상이 되었을 때의 온도를 읽는다. 5) 시험관을 비이커에서 꺼내.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 4. 6.

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  화학공학실험 | 관류 흐름 반응장치 - TUBULAR FLOW REACTOR TIP 1. 산업기초 반응공학의 기본적인 반응과정의 특성값을 실험에 의하여 얻고자 고안된 장치인 관류흐름 반응기를 이용하여 일정한 온도하에서 반응속도 상수 구하기, 온도와 속도상수를 가지고 Arrehenius Energy 구하기, 체류시간 분포(RTD)를 그려볼 수 있다 2. 일정한 온도 하에서 반응물 농도 변화에 의한 반응속도 상수(K) 구하기 대표적인 연속 이산 반응기의 모델에는, 관형반응기(PFR)와 연속 교반 tank형 반응기(CSTR)가 있다. 관형반응기는, 그 생긴 모양이 관 모양이어서가 아니라, 반응기 안에서의 물질의 흐름이 관에서의 흐름과 같은 반응기이다. 즉, 반응기에 도입된 물질의 흐름이, 흐르는 축방향 혼합 없이 방사방향만의 혼합이 일어나며 흐르는 「플러그 흐름」인 반응기인 것이다. .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 30.

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  화공기초실험 | 녹차의 용출속도 측정 TIP 녹차의 용출속도를 측정해본다. 카페인 고등식물 속에서 볼 수 있는 퓨린 염기로 화학식 C8H10O2N4H 이고, 3개의 메틸기를 가진 크산틴 구조이다. 브라질의 커피콩에 1～1.5%, 동양의 차 잎에 1～5%, 열대 아프리카의 콜라 열매에 3%, 파라과이의 마테차(Mat Tea)에 1～2%, 브라질의 구아라나 종자에 3～5% 존재하는 흥분성 성분으로 백색의 연한 결정이다. 찬물에는 녹기 어렵고 뜨거운 물에는 잘 녹으며 쓴맛이 있다. 녹차 등에서 뜨거운 물로 삼출시켜 타닌(Tannin) 등을 제거하고 단리 할 수 있다. 또 디메틸요소 · 말론산을 출발물질로 하여 화학적으로 합성할 수도 있다. 식물 속에서의 합성은 그 밖의 퓨린염기와 마찬가지로 글리신 · 포름산 · 이산화탄소 등을 재료로 하여 합성된.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 27.

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  화학공학실험 | 막분리 실험 TIP 에너지 소비가 적은 역삼투막을 이용하여 무기물을 분리하여 농도, 온도, 압력에 따른 분리공정을 이해하고 장치의 조작 방법을 습득한다 막분리의 공법 막분리 공법은 처음 역삼투압(Reverse-Osmosys)을 이용한 해수의 담수화 및 정수시설등에 적용되어 각광을 받기 시작하였으며, 차츰 오,폐수처리시설에 적 용이 되었으나 초기에는 과도한 투자비와 유지관리의 어려움 때문에 널리 보급 되지 못했으며 일부 산업공정에만 적용되어 운전되었다. 그 후 점차적인 물 부족 현상이 전 세계적으로 확산되면서 오,폐수 처리수를 재처리하여 중수로 이용하는등 중수도시스템이 검토되고 오수처리시설에서의 기준이 강화되는 등의 과정중에 MEMBRANE SYSTEM개발이 본격적으로 시작되어 현재 다양한 오폐수처리시설에 적용이 되고.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 21.

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  응용화공기초실험 | 전위차적정 및 이온화상수 결정 TIP pH 미터를 이용하여 산-염기 적정 과정의 pH 변화를 측정하여 전위차 적정곡선을 얻고 이를 해석하여 당량점과 산의 이온화 상수를 결정하는 것이다. 산의 세기와 종류의 의미를 이해하고, 적정곡선을 이용하여 용액의 농도를 결정하며 계산으로 얻어진 수소 이온의 농도와 측정된 값 사이의 차이를 검토한다. 전위차 전기 또는 전자 회로에 있는 두 지점 간 전위의 차이로, 전기가 흐르게 하는 원인이다. 전위차법 적정(potentiometrictiration)은 적당한 지시전극의 전위를 적정시약의 부피함수로써 측정하는 방법을 말한다. 같은 부피의 두 산을 전위차법으로 적정하면 적정될 양성자 수가 같기 때문에 같은 양의 염기 표준용액이 적가 될 것이다. 전위차법 적정은 화학 지시약을 이용하는 적정보다 더 신뢰할.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 15.

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  화학공학실험 | 고체의 열전도도 TIP 고체의 열전도 현상에 대한 이론과 열손실의 계산, 화학 장치 등의 보온·보냉 재료에 따른 선택의 기초 자료로서 상대적인 고체의 열전도도를 이해한다. 이에 따른 열전도도의 측정 방법을 습득하고, 정상 상태의 열 이동으로부터 열전도도를 구하고 전도에 의한 열전달 현상을 이해하도록 한다. 전도란 같은 물체 중에서나 또는 접촉하고 있는 다른 물체 사이에 온도차가 있으면 정지하고 있는 유체의 경우에는 분자의 운동 또는 고온부에서 저온부로 열전달이 일어나는 현상으로, 분자 자신은 진동만 하고 이동은 하지 않는다. 고체를 통해 일어나는 열전도도식은 Fourier의 법칙에 의하여 적용되면 열흐름의 수직인 면적과 온도구배의 곱에 비례한다는 법칙이다. 열의 개념을 이해하고, 열 흐름 메카니즘을 이해할 수 있다 그로.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 10.

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  화공기초실험 | 3성분계의 상평형도 결정 TIP  물, 톨루엔, 아세톤으로 이루어진 3성분 액상계의 상평형도(phasediagram)를 결정하고, 이를 정삼각형 좌표계에 나타낸다.   액체-액체 혼합계그림 3에 벤젠-초산-물 3성분계를 예를 들었다. 벤젠-초산, 초산-물은 전 농도 구간에서 서로 혼합되나 벤젠-물은 서로 혼합되지 않는다. 벤젠-물 혼합물은 한 층은 순수한 물, 다른 한층은 순수한 벤젠으로 나뉜다. 이 혼합물에 초산을 조금씩 넣어주면, 초산은 두 층사이에 분배되고, 아울러 소량의 물이 벤젠층에. 소량의 벤젠이 물층에 각각 용해된다. 이 두 층의 조성은 그림3의 tie line의 끝 점 a와 b로 나타내어진다.  이를 혼합계의 전체조성이 G점으로 나타내어지는 경우 처음에 만들어진 벤젠- 물 혼합물 조성은 A점과 G점을 연결한 선이 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 7.

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  화학공학실험 | 열전도도 TIP 1. Fourier 열전도 법칙을 응용하여 미지 물체의 열전도도를 구한다. 2. 온도의 측정과 기본 법칙에 의거한 온도 분포의 해석으로 열전도 현상을 체득하고, 기준통(구리 실린더형) 사이에 부착된 시편의 열전도도를 측정하고 시편의 재원을 알아본다. 열전달이과 열전도율(열전도도) 물체 사이의 온도차에 의하여 일어나는 에너지 유동을 말한다. 이런 열전달 프로세스에는 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation) 의 세 가지가 있다. 이러한 열전달 프로세스에는 물질의 성질을 나타내는 각각의 프로세스에 대한 물성치인 열전달 계수(heat transfer coefficient) 가 있다. 고체내의 두 점 사이의 온도차가 존재할 때 열은 높은 온도에서 낮은 온도로 흐르며.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 3. 2.

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  화공기초실험 | 고체의 진밀도 TIP 1. 고체 입자 사이의 공극을 포함한 겉보기 밀도를 벌크밀도라 한다. 이 공극을 액체로 치환하면 공극을 측정할 수 있다. 2. 이 실험에서는 Gay-Lussac형 피크노미터를 사용하고 순수한 물로 공기를 치환하여 흔히 구할 수 있는 흙의 진밀도를 측정한다. 3. 고체 시료의 비중이 물보다 가벼울 때는 다른 액체를 사용해야 할 것이다. 또 실리카겔처럼 흡습성인 것은 건조 조건에 따라 밀도가 달라지므로, 건조시의 온도, 시간 등을 명시하고 취급에 주의하여야 한다. 비중병을 사용하여 질량을 측정함으로써 다음과 같이 고체의 진밀도를 구할 수 있다. ρs= 고체의 진밀도[g/㎤], mp = 비중병의 질량[g] mρw= 액체를 채운 비중병의 질량[g], mρs = 고체를 채운 비중병의 질량[g] mρsw= .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 2. 26.

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  화학공학실험 | 금속 산화물 및 질화물의 합성 및 특성 조사 TIP 알루미늄 착물을 이용하여 질화알루미늄(AlN)분말을 합성하고, AlN이 생성되는 반응과정, 즉 반응메카니즘을 추정해 본다. 전구물질 선구물질 또는 전구체, 선구체 라고도 한다. 일련의 생화학 반응(A→B→C→D→E)에 있어서, 그 중 어떤 물질E에 착안할 때 그것보다 앞 단계에 있고, E에 앞서 생기고, 그 전부 또는 일부가 E의 재료로 되는 물질 A, B, C, D 등을 E의 전구물질이라 하고, E를 이것에 대해서 생성물이라고 한다. 하나의 생성물에 대하여 2개 이상의 전구체가 병렬적으로 존재하는 경우도 있다. 모든 생화학적 물질에 대하여 그 전구물질을 생각할 수 있다. 착안하는 생성물보다 앞 단계의 물질은 모두 전구물질이라 부를 수 있는데, 보통 그 생성물에 관해서 특히 의미를 갖는 범위에 한.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 2. 17.

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  화공기초실험 | 활성탄 입도 pH 확인 TIP 1. 입도 : 입자상 시료를 체가름하여 각 체 위에 암은 시료의 무게로부터 입도를 구한다. 2. pH값 : pH값을 활성탄의 수용액(현탁액) pH값을 말하며, 시료에 물을 사하여 끓이고 냉각한 후, pH 미터로 측정한다. 실험 방법 1. 입상 1) 입상 활성탄 무게 100g를 잰다. 2) 비커에 100g의 입산 활성탄을 옮겨 담는다. 3) 크기별로 4.00㎜, 2.00㎜, 1.40㎜, 850㎛, 280㎛로 써 놓은 후, 체 진탕기에 활성탄 100g을 넣고 10분간 진탕하여 준다. 4) 10분후 각 크기별로 분류하여 준다. 5) 크기를 분류한 활성탄들을 무게를 재고, 총 합을 구한다. 2. pH 1) 삼각플라스크에 야자계 활성탄, 석탄계 활성탄, 조립 활성탄을 각각 3g씩 담아준다. 2) 메스실린더.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 2. 14.

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  화학공학실험 | 발광박막의 제조 및 PL분석 TIP 1. 발광특성이 있는 물질을 사용한 간단한 발광박막의 제조를 통하여 박막재료 제조 공정의 이해를 돕는다. 2. 광학적인 재료분석기법 중의 하나인 PL 분광법(Photoluminescence Spectroscopy)의 기본 원리를 이해하고, 실제 박막 재료의 특성들 즉, 고체 결정의 band-gap 특성, 불순물 특성, 발광 특성 등을 조사한다. 유기발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Device) 유기물(저분자 또는, 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합(recombination)하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상으로, 1963년 Pop.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 2. 9.

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  화공기초실험 | 액체의 상호 용해도 일정온도와 압력에서 가량 물과 에틸에테르를 섞으면 소량의 에테르가 녹아 있는 물 층(하층)과 소량의 물이 녹아있는 에테르 층(상층)의 두 액상으로 분리되어 액-액 평형을 이룬다. 이러한 액액계를 공액용액(conjugate solution)이라고 하고, 각각의 액체에 대한 다른 액체의 용해도를 상호용해도(mutual solubility)라 한다. Gibbs의 상률(phase rule)에 따르면 이러한 공액용액의 자유도는 2이다. F = C + 2 - P = 2 + 2 - 2 = 2 F = 자유도 C = 성분의 수 P = 상의 수 따라서, 압력이 일정할 때의 상호용해도는 온도의 함수이다. 일반적으로 온도를 상승시키면 상호용해도가 증가하는데, 어떤 온도 이상에서는 임의 비율로 완전 혼합되어 하나의 상이 된다... Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 2. 6.

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  화학공학실험 | Drying of Solids - 건조실험장치 TIP 1. 고체의 건조기구 및 건조장치의 설계 기초자료로서 이용하기 위해 건조특성곡선을 측정하고 항률 건조 기간에서의 경막 전열계수(대류전열계수) 및 경막 물질 이동계수(표면증발계수)를 구하고자 한다. 2. 수분을 포함하고 있는 고체의 재료에 고온의 공기를 접촉시켜 고체에 함유한 수분을 제거 하여 질량 변화에 의한 건조 속도를 구하고, 건조 특성 곡선과 건조 현상을 이해 하도록 한다. 습윤 상태에 있는 재료를 처리하여 수분을 제거하는 조작을 건조라고 한다. 건조현상은 열과 물질이 동시에 이동하는 형태로 이루어지며 재료를 건조하는 방법은 건조원리에 따라 자연건조, 열풍건조, 냉풍건조, 진공건조, 진공 동결건조로 분류된다. 일반적으로 건조에 있어서 데이터는 시간에 따르는 수분함량의 변화를 측정하여서 얻어진.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 2. 2.

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  화공기초실험 | 알킬화 반응 TIP 1. 벤젠으로부터 알킬화 (alkylation)의 일반적 내용을 이해한다. 2. 에틸벤젠을 합성한다. 알킬화 유기화합물의 분자내에 알킬화제의 작용으로 알킬기를 도입하는 반응을 알킬화라고 한다. 벤젠의 아실화 반응 (Friedel–Craft Acylation) 실험 방법 1. 실험 과정 1) 환류 냉각기에서 플라스크에 벤젠 50g, 브롬화 에틸 22g을 넣고 을 가함 - HBr 가스 발생 2) HBr 가스 발생이 적어지면 수증기 중탕에서 가열 – 가스발생이 없을때 반응 완료 3) 얼음75g, 물50㎖, HCl 12g의 혼합물에 반응물을 가함 - 분액깔때기에서 벤젠층과 물층으로 분리 4) 벤젠층 혼합물을 CaCl2로 건조 시킨 후 분별증류장치에서 서서히 가열 5) 약 80℃에서 벤젠을 얻음 6) 약 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 1. 30.