[화학공학]실험 예비 레포트 -승온탈착실험

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2009.04.24 / 2019.12.24
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목차: 1. 실험목적

2. 실험이론

- 고체산 촉매

-고체가 산성을 보이는 이유

- 산세기(acid strength)

- Gas Chromatograph

-제올라이트(zeolite)

- 승온탈착법( TPD, temperature programmed desorption )

3. 실험시료 및 시약

1. 암모니아

2. 헬륨

4. 실험방법

1. 반응수행준비

2. 암모니아 흡착

3. 암모니아 탈착 및 GC분석

4. 실험 종료

5. 참 고 문 헌

본문내용: 1. 실험목적
산촉매(제올라이트)에 대한 암모니아의 탈착현상을 조사함으로서 촉매의 특성에 대하여 알아보고, 가스크로마토그라피를 이용 pulse technique에 의해 탈착현상을 이해한다.

2. 실험이론

- 고체산 촉매
고체산 촉매는 고체이고 산의 성질을 가진 촉매로서 , 석유화학공업에서 크래킹, 이성화,알킬화 등의 반응에 점토가 촉매로 사용되고 이들의 촉매 작용이 고체표면에 있는 산점에 의한 것임이 밝혀지면서 촉매로서 이용되기 시작하였다. 고체산 촉매는 점토로부터 산처리한 점토, 합성 실리카-알루미나, 제올라이트 , 헤레로폴리 화합물 , 이온교환수지로 발전되어 왔으며, 고체산 촉매를 이용하는 공정은 석유화학공업에서 중요한 몫을 담당하고 있다.
고체산 촉매가 사용됨에 따라 탄화수소의 이성질체화 ·중합 ·알킬화 ·크래킹 등 염화알루미늄이 균일 액체 상에서 나타내는 촉매작용이 불균일계에서 일어나게 할 수 있고, 촉매와 반응물질의 분리가 자동적으로 일어나는 이점이 있다. 균일 액체상에서는 황산에 의하여 촉진되는 올레핀의 수화(水化) 및 그 역반응인 알코올의 탈수도 고체산촉매에 의해 진행시킬 수 있다. 산성에 바탕을 둔 촉매작용이므로 양이온 메커니즘이며, 카르보늄양이온 또는 옥소늄이온이 중간체가 된다. 브뢴스테드산의 경우에는 표면의 H+을 D+으로 바꾸어 놓으면 생성물중에 D가 들어옴으로써 양성자주개에 의한 반응메커니즘임이 증명되었다. 또한 유기염기 또는 알칼리를 첨가하면 활성이 없어지는 것도 산성에 바탕을 둔 촉매작용의 증거가 된다. 실리카알루미나 ·제올라이트 등 외에 산화알루미늄에 플루오르 ·염소 등의 할로겐을 첨가하여 산성을 강하게 한 촉매도 흔히 사용된다.
EX) 산화 알루미늄의 제법

-고체가 산성을 보이는 이유
고체가 산성을 보이는 이유는 액체산이 산성을 보이는 이유와 동일하다. 물질의 상태에 관계없이 양성자를 내어줄 수 있거나 비공유 전자상을 받을 수 있는 성질을 산성이라고 부르고, 양성자를 내어줄 수 있거나 비공유 전자쌍을 받을 수QQ 있는 물질을 산이라 부른다. 양성자를 내줄 수 있는 산점을 브뢴스테드 산점이라고 부르고ㅡ 비공유 전자쌍을 받을 수 있는 산점을 루이스 산점이라고 부른다. 고체에서도 동일한 개념을 적용하여 고체산을 정의한다. 산화물 표면에 수산기가 덮여있는 경우가 많은데, 이 수산기가 양성자를 내어줄 수 있으면 브뢴스테드 산성을 보인다. 고체 표면에 노출된 원자주위에 전자가 채워져 있지 않아 비공유 전자쌍을 받을 수 있으면 루이스 산점이 된다. 고체산의 종류에 따라 브뢴스테드 산점만 또는 루이스 산점만 있기도 하며 , 전처리 조건에 따라 산점의 종류와 양이 달라지기도 한다.

- 산세기(acid strength)
산점이 나타내는 산세기는 얼마나 쉽게 양성자를 줄 수 있는가 또는 얼마나 쉽게 전자쌍을 받아들일 수 있는가 하는 정도를 나타내는 것이며, 산세기는 결합세기 와 관련이 있으므로 구성원자의 실제 하전밀도와 상관있다. 수산기가 강한 브뢴스테드 산점으로 작용하려면 산소- 수소의 결합세기 보다 금속- 산소의 결합세기가 강하여 양성자가 쉽게 떨어질 수 있어야 한다. 산소-수소의 결합이 강하여 양성자가 떨어지지 dskg으면 고체표면에 수산기가 있

참고문헌: 1.화학공정실험–부산대학교화학공학과
2.한국화학연구원
3.http://ko.wikipedia.org/
4.www.google.co.kr

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유압공학』【김동조/김문경 저】〔북스힐〕 (2004.8.10)▷ 『가스기사 실기』【양용석 저】〔크라운〕 (2005.3.10)▷ 『가스시설 및 기기의 안전장치 기술』【김영규,권정락,김청균 저】▷ 『자동보일러의 안전장치에 관한 연구』【이춘길 저】〔숭전대학교 대학원〕(1982.02)▷ 조광밸브 : http://www.jkvalve.co.kr/▷ 한국커티스라이트 : http://www.cwfcvalve.com/▷ 한국스파이렉스사코 : http://www.spiraxsarco.com/kr/「화공실험(3) Term Project」제출 2006년 5월 30일

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