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  일반화학실험 | 화학전지와 열역학 TIP 산화-환원 반응을 이용한 갈바니 전지를 만들어 보고 이를 통해 실생활에 쓰이는 전지에 대해 이해한다. 전기화학 전지의 종류 전기화학 전지는 화학에너지와 전기에너지를 상호 변환하여 에너지를 발생시키는 장치이다. 갈바니 전지(=볼타 전지)는 자발적 화학반응으로 전류가 발생하고 전해 전지는 전류를 이용하여 비자발적 반응이 발생한다. 화학전지로 만들어진 실용전지들의 예는 다음과 같다. 1. 1차 전지 : 건전지, 산화은 전지, 알칼리 전지, 리튬 전지 등 2. 2차 전지 : 납축전지, 수은전지, 니켈카드뮴 전지, 연료전지 등 이온화경향 금속이 수용액에서 전자를 잃고 양이온이 되려는 성질로 이온화 경향이 클수록 전자를 잃기 쉽다. 이온화 경향 순서 : K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > F.. Chemistry/일반화학 2023. 2. 6.

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  일반화학실험 | 촉매반응 TIP 과산화수소(H2O2)의 분해 반응을 빠르게 하는 다양한 촉매와 반응을 느리게 하는 억제제의 작용과 그 원리를 알아본다. 열역학(Thermodynamics) 반응의 방향과 평형상태를 알 수 있게 해준다. 그러나 현실적으로는 주어진 반응에 대한 열역학적 선호도 못지않게 반응속도도 중요하다. 반응의 속도를 조절하기 위한 몇 가지 방법들이 있는데, 첫째 반응물과 생성물의 양을 조절하여 속도를 제어하는 것이며 두 번째는 촉매(Catalyst)나 억제제(Inhibitor)를 사용하여 속도를 변화시키는 것이다. 이 실험에서는 여러 종류의 촉매와 억제제들을 사용하여 이들이 반응의 속도에 어떤 영향을 주는지 알아볼 것이다. 과산화수소의 분해 반응을 대상으로 촉매의 작용을 확인해 보자 2H2O2 ↔ 2H2O + O.. Chemistry/일반화학 2021. 10. 3.

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  일반화학실험 | 열계량 TIP  1. 화학반응이 진행되는 동안 일반적으로 열의 흡수 또는 방출이 수반된다. 그 열을 반응엔탈피라하며, 일정 반응조건에서 어떤 반응에 수반된 반응열을 항상 일정하다. 이와 같은 화학반응에 관련된 열의 흐름은 열량계라는 실험장비를 사용하여 측정할 수 있다. 본 실험에서는 간단한 열량계를 사용하여 산=염기반응의 중화열을 측정한다. 2. 열역학 법칙에 대해 알아보자. 3. 열량계의 조건을 알아보자. 4. 두 물체가 열평형에 도달했을 때, 각각의 물체의 열의 증감을 열평형 식을 이용해 구하고 열량계의 열용량도 구해보자.    열역학 법칙0법칙 : A, B, C의 세 물체 사이에서 A와 B가 열적평형에 있고 B와 C가 열적 평형에 있으면 A와 C는 열적으로 평행하다.(열-에너지 평형의 법칙) 1법칙 : 발.. Chemistry/일반화학 2021. 8. 2.

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  일반화학실험 | 화학 반응 속도(I) - 농도의 영향 TIP 1. 반응 속도식과 반응 속도 상수를 이해하고 화하가 반응 속도와 반응물의 순간 농도간의 관계를 정립한다. 2. 화학 반응의 속도식을 나타내는데 필요한 반응 차수와 속도 상수를 실험적으로 결정한다. 반응속도 화학반응의 진행방향과 진행정도를 열역학적으로 예측할 수 있지만 화하가 반응이 어떠한 과정으로 일어나고 얼마나 빨리 일어날 것인지는 알 수 없다. 그러므로 열역학적으로 생성물이 만들어 질 수 있다고 하더라도 그 반응의 속도가 매우 느릴 경우에는 전혀 쓸모가 없을 것이다. 반응의 유용성을 생각한다면 반응은 적당한 속도로 진행되어야 한다. 비료의 원료로 사용하는 암모니아를 만들기 위해 상온에서 질소와 수소를 혼합하고 반응이 될 때까지 막연히 기다릴 수는 없다. 그러므로 반응의 화학양론과 열역학적인 .. Chemistry/일반화학 2021. 5. 26.

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  일반화학실험 | 헤스의 법칙 TIP 1. 화학열역학의 발전에서 중요한 헤스의 법칙을 실험적으로 확인하고 반응열과 엔탈피의 개념을 체험적으로 학습한다. 2. 엔탈피 변화를 직접 조사할 수 없는 경우가 많지만 헤스의 법칙에 의해 간접적으로 측정할 수는 있다. 즉, 엔탈피가 상태함수이기 때문에 출발 물질과 최종 물질이 같은 경우에는 어떤 경로를 통해서 만들더라도 그 경로에 관여된 엔탈피 변화의 합은 같다. 이 실험에서는 NaOH와 HCl의 반응을 단계적으로 진행시켜 각 단계의 엔탈피를 측정하고 엔탈피가 상태 함수임을 확인한다. 자연의 법칙 중에서 열역학의 법칙은 한 점의 오차나 예외를 허용하지 않는 엄격한 법칙이다. 따라서 모든 화학 반응은 열역학 법칙에 따라서 예측 가능한 방향으로 진행하고 예측 가능한 결과를 만들어낸다. 신나(thin.. Chemistry/일반화학 2021. 3. 25.

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  일반화학실험 | 여러 가지 촉매 반응 TIP 과산화수소의 분해반응을 빠르게 하는 다양한 촉매와 반응을 느리게 하는 억제제의 작용과 그 원리를 알아본다. 활성화 에너지와 촉매 반응이 진행되어 생성물이 만들어지려면 반응물들은 활성화 에너지(activation energy)라고 부르는 위치에너지의 장벽을 넘어야 한다. 전이상태에 도달하여 반응이 끝날 때까지의 반응시간은 활성화 에너지에 따라 달라지는데, 촉매의 사용으로 반응시간을 변화시킬 수 있다. 촉매를 사용하면 반응 속도가 빨라지는 이유는 활성화 에너지를 낮게 하여 반응을 일으킬 수 있는 분자의 수가 많아지기 때문이다. 1. 촉매(catalyst) 화학반응에서 반응물질 이외의 것으로, 그것 자체는 반응 전후에 있어서 양적∙질적으로 변하지 않으면서 반응속도만을 변화시키는 물질을 말한다. ① 반응.. Chemistry/일반화학 2021. 1. 1.

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  일반물리학실험 | 기압 변화에 따른 현상 TIP 우리는 공기 분자들로 빽빽한 공간 안에 살며, 이 공기 분자들이 가하는 엄청난 압력 속에서 살고 있지만 그 존재를 잊고 산다. 만일 기압이 바뀌면 어떤 일들이 일어날까? 높은 산에서 밥을 하면 쌀이 설익는다는데 그 이유는 무엇일까? 본 실험에서는 기압을 낮추거나 높일 때 일어나는 현상을 관찰함으로써 기압의 역할을 이해하고자 한다. 기압이 달라질 때 물체의 형태나 끓는점이 어떻게 변하는가? 1. 기압 : 대기가 단위면적을 수직으로 누르는 힘을 의미한다. 상층으로 올라갈수록 공기의 양이 적어지므로, 기압도 감소한다. 2. 기압 증가 : 물체 찌그러짐, 끓는점 상승 3. 기압 감소 : 물체 팽창, 끓는점 하강 4. 증기압 : 액체 또는 고체에서 증발하는 압력으로, 증기가 고체나 액체와 동적평형상태에 있.. Engineering/물리학 2020. 12. 10.

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  기계공학실험 | 냉동 사이클 TIP 1. 이상적인 냉동사이클과 실제 냉동사이클의 차이점을 알아본다. 2. 냉동사이클을 Cool Pack 프로그램을 이용해 P-H 선도에 나타내어 본다. 3. 냉동사이클의 효율과 실제와 이론적인 COP를 각각 구해본다. 냉동 사이클(역카르노 사이클) 일반적으로 냉각이란, 물체에서 열을 빼앗아 그 물체의 온도가 하강하는 것을 말하고, 냉동은 냉각범위 물체의 온도를 대기온도 이하로 낮추는 것을 지칭한다. 따라서 냉동을 하기 위해 특별한 장치가 필요한데, 그것을 냉동기라 부른다. 냉동을 하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나 이번 실험은 증발하기 쉬운 냉매를 증발시켜 그 잠열을 이용하는 방법이 사용되었다. 주요 부분으로는 압축기(Compressor), 응축기(Condensor), 팽창밸브(Expansion .. Engineering/기계공학 2020. 11. 9.

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  물리화학실험 | 다니엘 전지의 열역학 TIP  본 실험의 목적은 Daniel 전지를 사용하는 법을 익히고, 기전력을 측정하여 산화・환원반응의 열역학적 함수값 ∆G°를 결정하는 법을 공부하는데 있다.   본 실험의 목적은 다니엘 전지를 사용하는 법을 익히고, 기전력을 측정하여 산화 환원반응의 열역학적 함수값 ∆G를 결정하는 법을 공부하는 데 있다. 다니엘 전지는 다니엘이 1836년 발명한 1차 전지로 황산 아연 용액에 넣은 아연을 양극, 황산구리 용액 속에 넣은 구리를 양극으로 하여 두 용액을 염류 용액으로 이어서 만든 전지이다. 여기서 염류 용액으로는 염다리를 사용한다. 자유에너지는 물질의 열역학적 성질을 규정하는 함수로, 어떤 화학반응이 계속 진행될 때 유효한 일을 하는 에너지이다. 다니엘 전지는 .. Chemistry/물리화학 2020. 10. 1.

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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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  물리화학실험 | Victor Meyer 방법에 의한 증기의 분자량 측정 TIP 1. Victor Meyer법을 사용하여 휘발성 물질의 대력적인 분자량을 결정하는 방법을 공부하는데 있다. 2. 이상기체 방정식의 여러 가지 응용들 중의 한 가지를 설명해 주고 있다. 빅터 마이어법 [Victor Meyer's method] 기화하기 수운 액체의 증기 밀도를 측정하여 분자량을 측정하는 방법. 1878년 V. Meyer가 고안했다. 장치를 그림에 나타낸다. A 액체(시료액체보다 끓는점이 높은 액체를 이용한다)를 끓이고, B 속을 일정 온도 T로 한 후 무게를 단 시료(mg)를 B 속으로 낙하시켜 파쇄하고, 기화시켜 B 속의 공기를 몰아내며, 그 공기를 일정 압력 p 아래서 부피 V'를 가스 뷰렛에서 읽고 이 공기의 부피 V'를 온도 T에서의 값 V로 환산하면, 이것은 시료 기체의 부.. Chemistry/물리화학 2020. 5. 11.

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  물리화학실험 | Effect of Ionic Strength on Solubility - 이온 세기 효과 TIP 1. 용액의 이온 세기에 따른 이온의 활동도 계수를 구하는 실험이다. 이러한 활동도 계수는 평형상수와 용해도로부터 계산할 수 있을 것이고, 그럼으로써 이들 사이의 연관성에 대해서도 본 실험을 통해 이해할 수 있다. 2. 수용액에서의 염의 용해도는 다른 종류의 전해질이 존재하는 경우에 달라질 수 있는데 그 이유는 Ⅰ) 공통이온 효과에 의한 것, Ⅱ) 염을 구성하는 이온이 포함되는 화학 반응에 의한 것, Ⅲ) 용액의 이온 세기가 달라짐으로써 이온의 활동도계수가 변함에 의한 것 등이다. 이들 경우에서 첫 번째와 두 번째는 농도로 표현된 근사적인 평형상수를 고려하면 쉽게 이해할 수 있다. 3. 본 실험에서는 세 번째 경우를 살펴보기 위하여 활동도로 표현된 열역학적 평형상수를 고려하고자 한다. 이때 평형상.. Chemistry/물리화학 2020. 4. 30.

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  일반화학실험 | 아이스크림 만들기 TIP 1. 아이스크림을 만들어 보면서 흡열 반응에 대한 이해와 열전도성에 대해 알아본다. 2. 얼음과 소금을 이용하여 아이스 크림을 만들어보자. 아이스크림을 만들 때 소금의 역할을 알자. 3. 아이스크림을 만드는 즐거움을 맛보자. 흡열반응 (吸熱反應, endothermic reaction) 반응이 일어나면서 주위로부터 열을 흡수하여 엔탈피가 높은 생성물이 되는 반응을 말한다. 즉, 반응물질 에너지가 생성물질 에너지보다 적어서 주위로부터 열을 흡수하는 반응이다. 이때 흡수한 에너지는 생성물이 결합하는 데 사용된다. 그리고 이것에 의하여 생성되는 화합물을 흡열화합물이라고 한다. 물이 전기분해에 의하여 수소와 산소로 분해 될 때에는 전기에너지를 필요로 한다. 이처럼 반응 중에 에너지가 흡수되는 것도 넓은 의.. Chemistry/일반화학 2020. 3. 27.

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  화학생물공정실험 | Application of Energy Losses in Bends 유체역학은 정역학과 동역학 및 열역학의 고전 법칙들의 응용에서부터 연속적인 매체로 취급된 유체의 모사에 이르기까지의 과정에서 분석적인 분야로서 발전해왔다. 여기에는 질량과 에너지, 운동량의 보존과 그것의 응용에 관한 법칙들이 포함되어 있으며, 이들은 유체의 운동을 정량적으로 설명하기 위해서 종종 단순화의 과정을 거친다. 본 실험에서는 Bending과 Fitting 실험기구를 통하여 Bending과 Fitting 시에 발생하는 에너지 손실에 관한 수력학적 모델에 대하여 살펴보고, head의 차이를 측정하여 steady한 유체의 흐름이 bend와 수렴, 발산, gate밸브 등을 지날 때의 loss factor를 구하여 본다. Venturi관을 이용해서 Bernoulli’s theorem이 성립하는지 알아보았.. Engineering/화학생물공정 2020. 1. 28.

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  유기화학실험 | Michael Addition(1,4-addition, conjugated addition) TIP 1. Michael Addition 반응을 이해한다. 2. 1-Phenylmaleimide로부터 Ph를 반응시켜 1-Phenylmaleminoprrolidine-2,5-dione을 합성 Conjugate Carbonyl Additions : The Michael Reaction 친핵체가 α,β-unsaturated aldehydes나 ketones과 반응하면 직접 첨가 생성물보다는 conjugation 첨가 생성물이 얻어지는 것을 알 수 있다. 친핵성 엔올 음이온이 α,β-불포화 카보닐 화합물과 반응하면 정확히 동일한 종류의 conjugation 첨가 반응이 일어날 수 있으며, 이 과정은 Michael 반응(Michael reaction)으로 알려져 있다. 가장 좋은 Michael 반응은 비정상적.. Chemistry/유기화학 2020. 1. 28.

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  물리화학실험 | 반응속도에 끼치는 온도효과 - The Rates of Chemical Reactions TIP 1. 반응 속도 상수에 미치는 온도효과를 공부 2. 일정한 농도에서 온도 변화가 반응속도에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다 Chemical Kinetics 1. Thermodynamics(열역학) : 반응의 자발성 속도에 무관 & 반응이 어떻게 진행하는가에 무관, 즉, 반응 mechanism에 무관 2. Kinetics(동역학) : 반응속도와 반응이 어떻게 진행하느냐에 관심 반응 메커니즘에 대해 자세한 정보 제공 화학 반응이 일어날 때 단위 시간당 감소된 반응 물질의 농도, 또는 증가된 생성 물질의 농도(mol/L·s, mol/L·min) 학 반응이 빠르게 또는 느리게 일어나는 정도를 나타냄. 반응속도의 요인 : 농도, 온도, 촉매, 반응물의 화학적, 특성활성화 에너지 Rxn Rate 화학반응은 .. Chemistry/물리화학 2020. 1. 21.

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  일반화학실험 | 화학 반응 속도 - The Rates of Chemical Ractions TIP 1. 화학반응 속도에 영향을 주는 여러 가지 인자들을 실험을 통해 확인해 본다. 2. 농도, 온도와 촉매가 각각 반응속도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보도록 한다. Rxn Rate 화학반응은 가역적으로 일어나므로 단위 시간당 반응물이나 생성물의 농도 변화를 다음과 같다 aA + bB → cC + dD 일반적으로 균일 반응에 대한 속도 식은 다음과 같은 형태로 나타냄 반응속도=κ[A]m[B]n 반응 속도는 일정한 온도에서 반응 물질의 몰 농도의 곱에 비례 ㉠ 반응속도 상수(k): 농도에 따라 변하지 않고, 온도에 의해서만 변한다. ㉡ 반응차수(order of the reaction) : m,n, 계수와는 무관하고, 반드시 실험에 의해서만 구해진다. ㉢ 총괄반응차수(overall reation ord.. Chemistry/일반화학 2020. 1. 4.

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  물리화학개론 | 열역학의 법칙 열역학 제0법칙 열역학 제0법칙(zeroth law of thermodynamics)은 열적 평형 상태를 설명하는 법칙이다. "어떤 계의 물체 A와 B가 열적 평형상태에 있고, B와 C가 열적 평형상태에 있으면, A와 도 열평형상태에 있다." 이것은 온도의 존재를 주장하는 것과 같으며 모든 열역학 법칙의 기본이 된다. 이 법칙은 기본적으로 인지되었던 것이나 열역학 제1, 2법칙보다 늦게 포함되었기 때문에 0법칙이 되었다. 열역학 제1법칙 열역학 제1법칙(first law of thermodynamics)은 보다 일반화된 에너지 보존법칙의 표현이다: "어떤 계의 내부 에너지의 증가량은 계에 더해진 열 에너지에서 계가 외부에 해준 일을 뺀 양과 같다. "열역학의 제1법칙은 기본적으로 열역학적 계가 에너지를 .. Chemistry/물리화학 2019. 12. 8.