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[화학공학실험] 관류흐름 반응장치 결과보고서2025.05.011. 관류 흐름 반응기 관류 반응기는 반응공학의 기본적인 반응 과정 값들을 실험을 통해 얻고자 고안된 장치로, 일정한 농도에서 반응물 온도 변화에 따른 반응속도 상수 구하기, 온도 변화에 따른 속도상수 값으로부터 활성화에너지 구하기, 관류 반응기의 반응시간 지연에 의한 체류시간 분포 실험 등을 진행할 수 있다. 2. 반응속도식 반응속도를 나타낼 때는 제한반응물이 계산의 기준으로 사용되며, 반응속도는 반응물의 농도와 반응기 내의 온도에 의존한다. 반응속도의 온도에 대한 의존도는 반응속도 상수 k로 표현되며, 농도의 함수와 함께 반응속...2025.05.01
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석출 실험 보고서 - 질산은과 탄산나트륨 침전 반응2025.11.131. 석출(Precipitation) 석출은 액체상의 온도를 녹는점 이하로 낮춰서 고체상을 만들어내거나, 온도에 따른 용해도 변화에 의해 용질이 결정화되는 현상이다. 본 실험에서는 질산은(AgNO3)과 탄산나트륨(Na2CO3) 용액을 혼합하여 은탄산염(Ag2CO3) 침전물을 생성하는 과정을 통해 석출의 원리를 확인했다. 용해도 규칙을 적용하여 이온 결합 화합물의 침전 반응을 예측하고 검증할 수 있다. 2. 몰농도(Molarity) 몰농도는 용액 1L에 녹아있는 용질의 몰수로 나타내는 농도 단위로 mol/L 또는 M으로 표시된다. 계...2025.11.13
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파이썬으로 미분방정식의 일반해 구하기2025.11.171. 미분방정식의 일반해 화학반응에서 반응속도식 -rA = -dCA/dt = k × CA 형태의 미분방정식을 풀어 일반해를 구하는 방법을 다룬다. sympy 라이브러리의 dsolve 명령어를 사용하여 복잡한 수기 계산 없이 파이썬으로 미분방정식을 해결할 수 있다. 초기조건 CA(0) = CA0를 적용하여 적분상수를 결정하고, 최종적으로 CA(t) = CA0 × exp(-k×t) 형태의 해를 얻는다. 2. 화학반응속도론 A → B로의 비가역반응에서 반응속도식은 -rA = k × CA 형태이며, 이를 농도의 시간변화로 표현하면 -dCA...2025.11.17
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[일반화학실험] A+ 침전반응과 이온의 검출 예비보고서2025.01.231. 전해질 전해질이란 전기를 전도할 수 있는 이온들로 이루어진 물질을 말한다. 이온은 전하를 가진 원자 또는 분자이며, 양성 이온과 음성 이온으로 나뉜다. 전해질은 화학 분석, 제약, 전기 화학 등 다양한 분야에서 활용된다. 2. 이온성 화합물 양이온과 음이온 사이의 전하 상호작용으로 이루어지는 이온 결합으로 구성된다. 이러한 결합은 이온 간의 전기력에 의해 형성되며, 고체 상태에서 전기적으로 중성을 나타내며 높은 녹는 점과 끓는 점을 가진다. 3. 침전 (앙금) 반응 두 가지 용액을 혼합할 때, 용액 내에 용해되어 있던 물질들이...2025.01.23
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[일반화학실험] 기체상수의 결정 예비 보고서2025.01.171. 이상기체 이상기체는 탄성 충돌 이외의 다른 상호작용을 하지 않는 점입자로 이루어진 기체 모형이다. 이상적인 온도와 압력에서 많은 실제 기체들은 이상 기체로 근사할 수 있으며, 높은 온도와 낮은 압력일수록 이상 기체에 더 근사하게 된다. 2. 기체상수 기체상수 또는 이상 기체 상수는 이상기체상태방정식에 등장하는 물리상수이다. 이상기체의 상태를 나타내는 방정식은 PV=nRT로 표현된다. 3. 이상기체 방정식 이상기체의 상태를 나타내는 양의 상관관계를 나타내는 방정식이다. 이상기체 상태방정식은 PV=nRT (P=압력, V=부피, n...2025.01.17
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화학공학실험 CSTR 예비보고서2025.05.031. CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) CSTR은 교반 tank 형 반응기를 연속 조작하는 것을 말한다. 교반 tank 형 반응기이기 때문에 반응기 안 반응물이 충분히 혼합되어 있고, 반응기 안 모든 point에서의 조성, 농도, 온도가 일정하다. 반응기 내 어느 위치에서든 반응이 진행되는 속도가 같다. 이에 들어온 반응물은 빠르게 분산되어 혼합되고, 반응기 내의 조성, 온도, 농도와 같은 상태로 반응기에서 배출된다. 이를 완전혼합흐름이라고 한다. 온도제어가 쉽고, 일정한 전화율로 반응이 되는 장...2025.05.03
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미적분, 화학 연계 발표자료 - 반감기와 미적분2025.01.211. 반감기 반감기란 어떠한 물질의 양이 초기값의 절반이 되는데 걸리는 시간을 말합니다. 화학반응 속도를 구하는 데 중요한 요소이며, 방사능 원소들의 반감기와 화학반응에서의 반감기(농도)가 있습니다. 붕괴 상수의 차이에 따라 반감기가 달라집니다. 2. 미분 방정식 1개의 입자가 단위시간당 반응할 확률이 K(붕괴상수)일 때, N개의 입자에서 단위시간당 반응할 입자수는 NK로 나타낼 수 있습니다. 이를 통해 미분방정식을 유도할 수 있으며, N에 대한 관계식을 통해 반감기를 구할 수 있습니다. 1. 반감기 반감기는 방사성 물질이나 약물 ...2025.01.21
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5장문제2025.05.091. 기체 상수와 단위 변환 이 문제는 기체 상수의 다양한 단위 표현과 이들 간의 변환에 대한 내용을 다루고 있습니다. 기체 상수 R의 단위가 mmHg•cm3/mol•K로 나타내어질 때 기체 상수의 값을 묻는 문제 등이 포함되어 있습니다. 이를 통해 기체 상수의 개념과 단위 변환에 대한 이해도를 확인할 수 있습니다. 2. 이상 기체 방정식과 상태 변화 이 문제는 이상 기체 방정식을 활용하여 기체의 상태 변화를 계산하는 내용을 다루고 있습니다. 온도, 압력, 부피, 몰수 등의 변화에 따른 기체의 상태 변화를 이해하고 계산할 수 있는지...2025.05.09
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파이썬으로 공학계산 따라하기 I - 아레니우스식2025.11.161. 아레니우스식(Arrhenius Equation) 화학반응의 반응속도를 나타내는 아레니우스식은 k = k0 × exp(-E/RT) 형태로 표현됩니다. 여기서 k는 반응속도상수, E는 활성화에너지, R은 기체상수, T는 절대온도입니다. 이 식은 온도 변화에 따른 반응속도의 변화를 정량적으로 나타내며, 특정 경우에는 k = k0 × Tn × exp(-E/RT)로 보정하여 사용하기도 합니다. 아레니우스식을 통해 활성화에너지의 차이가 반응속도에 미치는 영향을 직관적으로 파악할 수 있습니다. 2. 활성화에너지(Activation Ener...2025.11.16
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화학반응속도에 미치는 온도의 영향 실험2025.11.171. 활성화 에너지(Activation Energy) 화학반응에서 반응물이 생성물로 변환되기 위해 필요한 최소 에너지입니다. 본 실험에서 아레니우스 식을 이용하여 활성화 에너지를 계산했으며, outlier 제거 전 32.18kJ/mol, 제거 후 60.51kJ/mol로 측정되었습니다. 활성화 에너지가 낮을수록 반응이 빠르게 진행되며, 촉매를 사용하면 활성화 에너지를 감소시켜 반응속도를 증가시킬 수 있습니다. 2. 온도와 반응속도의 관계 온도가 증가하면 분자들의 평균 운동 에너지가 증가하여 반응속도가 빨라집니다. 실험 결과 0℃에서 ...2025.11.17
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