정기연재 - 화학생물공학53 오리너구리가 알려주는 전기화학-세 번째 이야기 안녕하세요!! 오늘은 갈바니 전지와 전해 전지의 전류-포텐셜 그래프에 대해서 살펴보도록 해요. 오늘 내용이 많지 않은 만큼, 큰 부담 없이 읽을 수 있을 것이라고 생각해요. 그럼 시작해보도록 합시다. 자발적인 반응과 전위차 두 번째 글에서 설명했듯이, 갈바니 전지에서는 자발적인 반응이 일어나고, 전해 셀에서는 비자발적인 반응이 일어납니다. 그러면 자발적인 반응과 포텐셜은 어떻게 연결이 되어 있을까요? 먼저, 간단한 예시를 한번 생각해보도록 해요. 지면에서 약 10m 높이에 공을 손으로 들고 있다고 가정합시다. 손을 놓는다면 공은 자연스럽게 바닥으로 떨어집니다. 즉, 중력 포텐셜이 감소하는 것이 자발적인 현상이라고 볼 수 있습니다. 반면에, 공을 더 높이, 예를 들어 20m, 30m까지 올릴 경우, 외부에.. 2022. 8. 8. 예시로 알아보는 반응공학: 3번째, 반응 속도와 화학양론 예시로 알아보는 반응공학: 3번째, 반응 속도와 화학양론 안녕하세요 여러분! 지난 시간에는 여러 반응기를 직렬로 연결한 반응과, 공간시간 및 공간속도를 함께 공부해 보았습니다. 오늘은 반응공학을 공부하는 데 있어서 중요한 요소인 반응 속도와 화학양론에 대해서 다뤄보도록 하겠습니다!! 반응 속도론 처음으로는 반응 속도에 대한 개념을 간단히 짚으면서 시작하고자 합니다! 이 부분의 경우, 일반화학을 공부하신 분들이라면 전반적인 내용을 잘 알고 계실 것이라 생각하기 때문에 자세하게 다루는 대신, 빠르게 짚고 넘어가려고 합니다. (1), (2), (3)으로 숫자를 마킹하면서 짚고 넘어갈테니 잘 확인해주세요!! (1) 먼저 알아야 할 개념들 몇 가지를 설명드리겠습니다. 우선 균일 반응과 불균일 반응입니다. 균일 반.. 2022. 8. 1. 오리너구리가 알려주는 전기화학-두 번째 이야기 안녕하세요! 이번 글에서는 Faradic process와 non-Faradic process, 그리고 전해 셀(Electrolytic Cell)과 갈바니 셀(Galvanic Cell)에 대해 알아보도록 합시다. 일부 용어 정의와 설명에 영어가 포함되는데, 미리 양해 부탁드립니다. 그럼 시작해볼까요~! Faradic Process와 Non-Faradic Process 먼저 두 개의 전극과 전해질이 있는 용액으로 이루어진 셀이 있다고 가정합시다. Faradic Process는 전극 표면과 용액 사이의 전자가 이동(Charge transfer)하는 현상입니다. 이렇게 전극 표면과 수용액 사이에서 일어나는 전자 이동을 heterogenous charge transfer라고 부릅니다. 첫 번째 이야기에서 언급했던.. 2022. 7. 19. 오리너구리가 알려주는 전기화학-첫 번째 이야기 Introduction 안녕하세요. 전기화학을 주제로 정기 연재를 맡게 된 공우 12기 오리너구리입니다. 요새 2차 전지에 대한 관심이 높아지고 있는 만큼, 전기화학에 대해서도 관심있는 분들이 많을 것 같습니다. 2차 전지는 전기화학이라는 학문 응용의 일부분이고, 전기화학은 디스플레이, 생명공학, 연료 전지 등에서도 필수적인 과목이라고 할 수 있습니다. 그렇다면 전기화학은 도대체 무엇일까요? 전기와 화학? 감이 잘 안 잡힐 것입니다. 전기화학의 정의는 ‘전기와 화학 반응의 연관성을 탐구하는 학문’입니다. 다시 말하면 전기화학은 화학반응으로 인해 생기는 전자 이동으로 발생하는 전기적 현상에 대해 탐구합니다. 하지만, 단순히 화학반응 만을 보는 것을 아닌, 화학 반응, 화학 반응에 의해 수반되는 물질 전달 .. 2022. 7. 17. 예시로 알아보는 반응공학: 2번째, 전화율 & 반응기의 크기(2) 예시로 알아보는 반응공학: 2번째, 전화율 & 반응기의 크기(2) 안녕하세요! 지난 시간에는 여러분들과 전화율의 개념과 반응기의 크기를 전화율을 사용하여 계산하는 과정을 공부해 보았습니다. 오늘은 지난 시간에 학습한 전화율을 사용해서 여러 반응기를 직렬로 연결한 반응에 대해 알아보고, 반응공학에서 중요한 개념인 공간시간과 공간속도에 대해 같이 알아보도록 하겠습니다!! 직렬 CSTR 오늘 게시물의 첫 부분에서는 CSTR과 PFR을 여러 개 직렬로 연결한 예시를 풀어보는 시간을 가지려고 합니다. 이를 해결하기 위한 첫 단계로 CSTR을 직렬로 연결한 경우에 대해 알아보도록 하겠습니다! 아래 그림은 두 개의 CSTR을 직렬로 연결한 모습입니다. 이때 반응을 전화율로 표현하기 위해서 각 단계의 전화율 $X_i$.. 2022. 4. 8. 예시로 알아보는 반응공학: 2번째, 전화율 & 반응기의 크기 (1) 예시로 알아보는 반응공학: 2번째, 전화율 & 반응기의 크기 (1) 안녕하세요! 지난 시간에는 여러분들과 몰 수지식과 여러 흐름식 반응기의 설계방정식을 세워보는 연습을 진행했습니다. 오늘은 새로운 개념인 전화율에 대해 알아보고, 간단하게만 보고 넘어갔던 반응기의 크기를 계산해보는 연습을 하도록 하겠습니다! 전화율이란? 먼저 오늘의 핵심, 전화율의 개념에 대해서 같이 알아보도록 해요! 지난 시간에 알아보았던 설계 방정식에는 몰수, 몰 유량처럼 여러 변수가 식에 들어 있었습니다. 이번에는 이렇게 복잡한 설계 방정식을 전화율이라는 하나의 변수로 정리해서 나타내려고 합니다. 우선 정의를 알아보기 위해서 $aA+bB\rightarrow cC+dD$의 일반적인 반응을 먼저 생각해 보겠습니다. 원하는 반응물인 A에 .. 2021. 12. 19. 예시로 알아보는 반응공학: 1번째, 몰 수지(2) 예시로 알아보는 반응공학: 1번째, 몰 수지(2) 안녕하세요! 지난 시간에는 여러분들과 일반적인 몰 수지식을 공부하고, 반응기의 종류 중 회분식 반응기의 설계방정식을 세워보는 연습까지 진행했습니다. 오늘은 나머지 흐름식 반응기들에 대해서 마찬가지로 몰 수지식을 적용해서 설계방정식을 세우고 반응기의 구조를 이해해보도록 하겠습니다! 반응기의 종류 우선 지난번 글에서 공부했던 반응기의 분류를 잠깐 다시 보고 올까요? 반응기의 종류에는 이렇게 회분식과 흐름식이 있는걸 확인할 수 있습니다. 그 중 지난 글에서는 회분식 반응기가 무엇인지 알아봤습니다. 이어서 이번 글에서는 위 그림에 있는 여러 흐름식 반응기에 대해서 알아보도록 하겠습니다! 우선 흐름식 반응기가 무엇인지 간단하게 알아보겠습니다. 흐름식 반응기는 회분.. 2021. 12. 2. 예시로 알아보는 반응공학: 1번째, 몰 수지(1) 예시로 알아보는 반응공학: 1번째, 몰 수지(1) 안녕하세요! 오늘은 여러분들과 반응공학의 첫 장, 몰 수지(mole balance)를 같이 알아보려고 합니다. 먼저 지난 시간에 간단하게 짚고 넘어간 내용을 되짚어 보면서 시작해볼까 해요! 지난 시간에 하수처리장의 예시를 여러분들과 이야기하면서 반응기의 설계에 있어서 중요한 요소를 몇 가지 다루고 넘어갔습니다. 바로 반응 속도식, 투입하는 물질의 양, 그리고 반응기의 모양입니다. 오늘은 이런 요소들을 조절해서 수치적으로 반응기의 설계를 어떻게 할 수 있는지 알아볼 계획입니다. 반응 속도 첫 번째로 반응기에서 빠질 수 없는 부분인 반응의 속도식을 짚고 넘어가 보려고 해요! 이 글을 보고 계신 분들 중 일반화학이나 물리화학을 공부하신 분들은 반응 속도에 대해.. 2021. 11. 17. 예시로 알아보는 반응공학 - 화학 공장에서는 무슨 일이? 예시로 알아보는 반응공학 - 화학 공장에서는 무슨 일이? 안녕하세요! STEMentor 블로그에는 처음 글을 써보네요:) 저는 공우 12.5기 화학생물공학부 19학번 임정욱이라고 합니다~! 오늘부터 여러분들과 함께 다룰 내용은 화학공학만의 특색 있는 과목, 반응공학입니다! 많은 관심 부탁드립니다~~ 들어가며 내용을 들어가기에 앞서 제가 왜 하필 수많은 과목들 중에서 반응공학을 주제로 선택했는지 가볍게 풀면서 시작해 볼까 해요. 무엇보다도 가장 큰 이유는 반응공학이야말로 화학공학에서 무엇을 하는지 이야기해 주는 가장 대표적인 과목이라는 점입니다. 제가 처음 반응공학을 배울 때 느꼈던 부분은 '이게 화학공학자들이 하는 내용이구나’하는 신기함이었던 것 같아요. 그도 그럴것이, 제가 반응공학을 배우기 전 여태까.. 2021. 11. 11. 이전 1 2 3 4 ··· 6 다음
