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화학 반응 공정의 최적화 방법은???
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.질문 하신 범위가 굉장히 방대한 내용입니다 (최적화의 목적이 생산성, 비용절감, 환경 오염 감소 등등 여러 목적이 있기때문)대표적인 조건 예측하는 방법으로는 DOE (실험계획법)이 있습니다.(여러 변수를 조정해서 상호작용 파악 -> 통계적 분석 활용)그리고 RSM(반응 표면 방법론) 이 있습니다. 위 DOE로부터 데이터를 활용해서 반응 표면 모델을 구축하고 최적조건을 예측하는 방법입니다. (DOE 결과를 시각적으로 이해하고 조건 을 빠르게 찾을수있음)그리고 여러 수학적 모델링으로 컴퓨터 시물레이션을 할 수 도 있습니다. 최근에는 대부분 모델이 구축되어있어 가상환경에서 다양한 조건을 시물레이션하는 편이죠참고하세요 감사합니다-!
학문 / 화학공학
24.12.03
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이산화탄소를 이용한 화학 반응의 기술들
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.말씀하셨듯이 이산화탄소를 이용한 화학 반응 기술들이 요새 많이 대두가 되고 있죠 ^^대표적으로 이산화탄소를 물에 용해시켜 탄산염을 생성하는 기술이 있습니다. (건축자재, 제지 등 사용)그리고 이산화탄소는 수소와 반응해서 메탄올을 생성하는데 이를 활용하기도 하구요 (연료, 용매 등)또 최근에는 식량문제 해결을 위해서 바이오 연료를 만들때 이산화탄소를 유기물로 변환시키는 기술이 개발되고있습니다.참고하세요 감사합니다-!
학문 / 화학공학
24.12.03
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FT-IR Analyzer로는 Liquid형태의 에탄올을 측정할 수 없나요??
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.결론부터 말씀드리면, FT-IR Analyzer는 액체 상태의 에탄올 측정이 가능합니다!참고로 FT-IR은 중적외선 영역의 빛을 쓰고, NIR은 근적외선 영역의 빛을 사용합니다. 주로 고체 시료 분석에 적합하고 액체 시료의 경우 증기상태에서 분석하는게 일반적인데질문자님처럼 지하 공간에서 상변화 샘플링이 어렵기 때문에 FT-IR 쓰는게 더 적합할것같습니다.실제로 많은 소주 공장에서도 FT-IR을 이용해서 액체상태의 알코올 농도를 측정하는 경우가 많습니다샘플링 방법으로 ATR 방식을 보통 많이 쓰는데요액체 샘플을 다이아몬드 등의 결정에 직접 접촉시켜 측정하는 방법입니다(액체 샘플을 큐벳에 넣고 적외선을 투과시켜 측정하는 방법으로, 정확도는 높지만 샘플 준비 과정이 필요)그리고 에탄올 외에 다른 성분이 포함된 경우 매질의 영향때문에 성분이 에탄올의 흡수 피크에 영향을 줄 수 있으므로 보정이 필요할 수 있습니다. (전문가와 상담필요)참고하십시오 감사합니다-!
학문 / 화학공학
24.12.03
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일상생활에서 화학이 많이 사용이 되나요?
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.말씀하신대로 일상생활에서 화학공부를 해두시면 도움이 많이 됩니다... ! 예를 들어서 화학을 공부하면 일상생활에서 주변에서 일어나는 여러 현상들을 과학적으로 이해할 수도있고또 화학물질의 성질과 위험성을 이해하여 안전하게 생활할 수 있지 않을까요?10가지 정도 일상생활 예시를 간략하게 말씀드리면조미료 (설탕, 소금, 식초 등 맛을 내고, 방부제는 음식의 변질 막음)의약품(모든 의약품은 화학 물질로 만들어집니다)세제(세제는 다양한 화학 물질의 조합으로 만들어집니다)플라스틱(플라스틱은 모두 화학 물질이죠)화장품(화장품도 역시 다양한 화학 물질 배합으로 만듬)연료(자동차, 난방 등에 사용하는 연료 또한 여러 화학 반응의 결과)섬유(천연 섬유도 있지만 합성 섬유도 있습니다)건축자재(시멘트, 철근, 유리 등 모두화학적인 과정을 거쳐 만들어집니다)전자제품(스마트폰, 컴퓨터 등 전자제품에도 당연히 다양한 화학 물질이 사용)농약(해충 보호를 위해 필수적으로 쓰는 화학 물질)기타 너무 많은 물질들이 있겠네요.참고하십시오 감사합니다-!
학문 / 화학공학
24.12.02
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핫팩은 불도 없이 따뜻하게 유지되는 이유는?
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.핫팩이 불없이 따뜻해지는 원리는 바로 화학반응 때문입니다! 핫팩 안에는 철 가루, 소금, 물 등 다양한 성분들이 들어있는데 이성분들이 공기 중의 산소와 만나면 산화 반응을 일으키면서 열을 발생시킵니다.(핫팩안에는 철가루외에도 촉매역할을 해주는 성분도 있고 열을 오랫동안 유지시키기 위해 단열재도 함께 들어가있습니다.)대부분 핫팩이 흔들어서 사용하는건데, 핫팩을 흔들면 공기와의 접촉면이 넓어져 산화반응이 활발하게 일어나면서 열이발생하게됩니다.감사합니다. 참고 하세요-!
학문 / 화학공학
24.12.02
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각각 온도, 산성도에 따른 플라스틱 분해 시간 분석
안녕하세요 ^^; 김석진 전문가입니다.플라스틱은 종류에 따라 다르긴 하지만 수백 년에서 수천 년이 걸릴 수도 있습니다먼저 여러 질문중에, 오랫동안 분해되지 않아 생기는 환경문제점은해양오염(먹이로 오인해서 섭취 등)토양 오염(매립된 플라스틱)미세플라스틱(부서진 작은 플라스틱이 되면 걸러내기도 어렵고 생태계 전반에 악영향)등이 있습니다. 그리고 온도에 따른 플라스틱 분해시간 변화로는-상온 : 일반적인 상온에서는 앞서 언급했듯이 수백 년에서 수천 년이 걸릴 정도로 분해 속도가 매우 느림-극저온 : 극저온에서는 분자 운동이 매우 느려져 화학 반응이 거의 일어나지 않습니다. 따라서 플라스틱의 분해 속도는 거의 제로에 가깝다고 볼 수 있음-극고온 : 극고온에서는 플라스틱의 분자 결합이 끊어지면서 분해가 가속화될 수 있긴 하지만 일반적인 환경에서 극고온 상태가 유지되기는 어려움또 산성도에 따른 플라스틱 분해시간은-산성도가 낮을 때 (pH 1~6): 플라스틱의 화학 결합이 끊어지면서 분해가 촉진됨(일부 플라스틱은 산에 약하지 않을수있긴합니다) -중성 (pH 7): 일반적인 자연 환경이 pH 중성에 가까우며, 플라스틱의 분해 속도가 매우 느림-알칼리성 (pH 8~14): 산성과 마찬가지로 일부 플라스틱은 알칼리성 환경에서 분해가 촉진될 수 있음 (에스터 결합을 가진 플라스틱 -> 알칼리성 조건에서 가수분해)감사합니다. 참고하십시오~!
학문 / 화학공학
24.12.02
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고무는 시간이 지난후에는 삭아 버리기도 하느데 왜 이런 현상이 발생하나요?
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.'경화'는 고무의 성질과 주변 환경의 상호작용으로 발생하는 자연스러운 현상 중에 하나입니다~!고무가 삭는 주된 원인은 바로 산화 과정입니다.고무는 공기 중의 산소와 접촉하면 산화되어 분자 구조가 변형되어서 산화가 진행될수록 고무는 딱딱해지고 탄성을 잃게 됩니다. 그리고 열, 빛에도 약하기 때문에 고온에 노출되면 분자운동이 활발해져서 산화도 빨리되고 수명이 단축되요
학문 / 화학공학
24.11.28
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순간접착제의 경화제는 어떻게 만드나요?
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.말씀하신대로 일반적으로 순간접착제 자체에 경화를 촉진하는 성분이 포함되어 있지만, 별도의 경화제를 사용하면 더욱 빠르고 강력한 접착이 가능합니다.일반적으로 경화제 제조 과정을 예로 들어서 설명드리면목적에 맞는 주성분(산, 염기, 금속 염 등)을 선정하고선정된 성분들을 적절한 비율로 혼합하여 용액을 만듭니다그리고 제조된 용액의 안정성을 높이기 위해 안정제를 첨가합니다 (페놀, 퀴논, 아민, 에폭시 등 화합물)이후 뱃지에서 원하는 경화 속도와 접착력에 따라 농도를 조절하여 생산하게 됩니다.참고하세요 감사합니다-!
학문 / 화학공학
24.11.28
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스티로폼에도 종류가 몇가지나 있나요?
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.우리가 흔히 스티로폼이라고 하는 것은 구체적인 화학명칭은 폴리스티렌이라고 하고 용도에 맞춰서 굉장히 여러 종류가 있습니다. (택배 포장재, 단열재 등)주요 스티로폼의 종류로는 제작법에 따라 크게 3가지로 나뉠수있는데비드법 폴리스티렌스티렌 수지를 작은 구슬 모양으로 만들어 팽창시킨 후 성형한 제품입니다. 가볍고 단열성이 우수하며, 충격 흡수성이 좋습니다. (택배 포장재, 건축 단열재 등 사용)압출법 폴리스티렌 스티렌 수지를 압출 성형하여 만든 제품으로, 비드법에 비해 밀도가 높고 균일한 구조를 가지고 있습니다(방수층, 외벽 단열재, 건축물 바닥 단열재 등 사용)발포 폴리스티텐 비드법 폴리스티렌을 얇은 시트 형태로 만든 제품 (비드법과 유사하고, 포장재, 완충재 등 쓰음)참고하십시오 감사합니다~!
학문 / 화학공학
24.11.28
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거울상 이성칠제 분리 방법 - resolution
안녕하세요. 김석진 전문가입니다.Resolution 방법은 자연에서 얻을 수 있는 순수한 거울상 이성질체를 가진 화합물(보통 천연 아미노산이나 알칼로이드 등)을 이용하여 라세미 혼합물과 반응시켜 diastereomer 혼합물을 만듭니다. 이 Diastereomer는 물리적 성질이 다르기 때문에 재결정이나 크로마토그래피 등의 방법으로 분리할 수 있습니다.왜 이방법이 가능하냐면,라세미 혼합물의 한쪽 거울상 이성질체와 순수한 거울상 이성질체를 가진 화합물이 결합하면 서로 다른 diastereomer가 생성됩니다. Diastereomer는 물리적 성질 (녹는점, 용해도 등)이 다르기 때문에 분리할 수 있습니다. 그리고 Diastereomer는 거울상 이성질체와 달리 물리적 성질이 다르기 때문에 일반적인 분리 방법 (재결정, 크로마토그래피 등)으로 분리할 수 있습니다.
학문 / 화학공학
24.11.25
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