[수처리공정]【A+】프로세스 속도론

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본문내용

프로세스 속도론
□ 반응속도
○ 화학반응의 분류 방법
△ 반응 생성물을 형성하기 위하여 반응하는 분자의 수에 기초를 둠
△ 반응 차수에 의한 속도론에 기초를 둠
모든 생물학적 공정의 속도론을 해석하는데 유용
유기물질이나 기질 혹은 환경적 조건이 변동함에 따라 반응 차수도 달라짐
△ 반응 속도 = (반응물의 농도)n
log(속도) = n log(농도)
n : 반응차수
실험결과를 해석하여 반응차수와 속도를 결정
일정 차수의 반응에 대하여, 어떤 시간에서 반응물 농도의 순간적 변화율에 대한 대수치를 그 순간에 대한 반응물 농도의 대수치 함수로 플롯하면 직선을 얻음
이때의 기울기가 반응차수
그림 3-1-1 반응차수의 결정
○ 영차 반응(Zero-order reactions)
△ 반응물의 농도에 독립적인 속도로 진행되는 반응
A (반응물) → P (생성물)
A의 소실율
: 반응 속도 상수
(-) : A의 농도가 시간에 따라 감소한다는 것
C가 시간 t에서의 A의 농도라면
적분하면
t = 0에서 C = C0으로 두면 적분상수를 구할 수 있음
C0 = 적분상수
적분된 속도법칙
그림 3-1-2 영차반응 경로의 플롯
○ 일차 반응(First-order reactions)
△ 반응속도가 반응물의 농도에 비례하여 진행되는 반응
A (반응물) → P (생성물)
A의 소실율
C가 시간 t에서의 A의 농도라면
: 시간에 대한 A의 농도 변화율
t = 0에서 C = C0로 두고 적분하면
또는,
그림 3-1-4 일차 반응경로의 반대수 플롯
○ 이차 반응(Second-order reactions)
△ 반응속도가 한 가지 반응물 농도의 제곱에 비례하여 진행하는 반응
2 A (반응물) → P (생성물)
A의 소실율
C가 시간 t에서의 A의 농도라면
: 시간에 대한 A의 농도 변화율
t = 0에서 C = C0로 두고 적분하면
※ C와 t의 실험치가 주어지면, 특정의 반응속도 차수를 구하기 위하여 영차 반응식, 일차

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