게시판 > 질답게시판 > 공간속도와 외부확산과의 관계??

스테파노 Stefano

16-08-01 11:44

(1)외부확산, 내부확산
"외부확산"이라는 의미는 "내부확산"과 대칭으로 사용된 것인데 후자는 불균일 촉매의 Micro Pore 속으로 확산되는 현상을 말하는 것임에 반하여 전자는 촉매 외부상황에 즉 촉매외부 Bulk Flow영역에서의 물질확산현상을 의미합니다.

문제 내용으로 봐서 후자는 관련이 없다고 하면 2, 3과는 관련이 없는 것이고, 전자 즉 "외부확산"에 의해 반응속도가 달라진다고 하면 이는 바로 Bulk Flow에 의한 영향이 크다는 뜻이지요. 그렇다면 이는 바로 공간속도를 의미합니다.

(2) 온도의 영향
4의 내용은 온도의 영향을 거론 한 것인데 이는 1)내부, 2)외부 확산 뿐 만 아니라 3) 분자활성화 에너지공급등에도 관계되는 일이라서 외부확산에 의한 영향만으로 보기에는 적당하지 않은 것 같습니다. 온도의 영향은 아레니우스 방정식으로 표현되는데 이는 확산속도와도 관계되겠지만 분자운동에너지의 증가로 인한 활성화 에너지 공급에 의햔 영향이라고 보는 것이 합리적이겠지요.

A1) 대체로 공간속도는 반응속도를 크게 좌우하지 않습니다. 왜냐하면 율속단계는 주로 Micro Pore에서 확산속도와 반응속도에 의해 결정되기 때문입니다.

여기서는 반대로, 공간속도가 주 영향을 주고 있는 경우에 해당한다는 경우인데.. 공간속도가 빠르다는 이야기는 같은 촉매부피라도 큰 반응물 유량이 흘러가는 것을 말합 니다.

동일조건에서.. 공간속도가 빠르면 촉매 외부에서 반응물의 공급이 원할하고 생성된 물질이 빠르게 확산되어 달아나게 되어 1) 촉매 표면에서의 농도 Gradient가 커지고, 2) 대류현상에 의한 물질확산의 속도가 빠르기 때문에 물질전달속도가 커지게 됩니다.

A2) 앞선 설명과 같이 내부확간이 속도결정단계라고 한다면 당연히 내부확산의 영향이 큽니다. 이문제에서는 다르지만 대부분의 시스템에서 내부확산의 속도가 율속단계에 해당합니다. 따라서 (대부분의 경우) 일정 공간속도 구간에서는 반응속도는 공간속도에 크게 영향을 받지 않고 주로 반응온도, 반응압력, 촉매 Pore 크기, 등에 의해 반응속도가 달라지지요.

(1)외부확산, 내부확산 
 "외부확산"이라는 의미는 "내부확산"과 대칭으로 사용된 것인데 후자는 불균일 촉매의 Micro Pore 속으로 확산되는 현상을 말하는 것임에 반하여 전자는 촉매 외부상황에 즉 촉매외부 Bulk Flow영역에서의 물질확산현상을 의미합니다.

문제 내용으로 봐서 후자는 관련이 없다고 하면 2, 3과는 관련이 없는 것이고, 전자 즉 "외부확산"에 의해 반응속도가 달라진다고 하면 이는 바로 Bulk Flow에 의한 영향이 크다는 뜻이지요.   그렇다면 이는 바로 공간속도를 의미합니다.

(2) 온도의 영향
4의 내용은 온도의 영향을 거론 한 것인데 이는 1)내부, 2)외부 확산 뿐 만 아니라 3) 분자활성화 에너지공급등에도 관계되는 일이라서 외부확산에 의한 영향만으로 보기에는 적당하지 않은 것 같습니다.  온도의 영향은 아레니우스 방정식으로 표현되는데 이는 확산속도와도 관계되겠지만 분자운동에너지의 증가로 인한 활성화 에너지 공급에 의햔 영향이라고 보는 것이 합리적이겠지요.

A1) 대체로 공간속도는 반응속도를 크게 좌우하지 않습니다.  왜냐하면 율속단계는 주로 Micro Pore에서 확산속도와 반응속도에 의해 결정되기 때문입니다.

여기서는 반대로, 공간속도가 주 영향을 주고 있는 경우에 해당한다는 경우인데.. 공간속도가 빠르다는 이야기는 같은 촉매부피라도 큰 반응물 유량이 흘러가는 것을 말합 니다.

동일조건에서.. 공간속도가 빠르면 촉매 외부에서 반응물의 공급이 원할하고 생성된 물질이 빠르게 확산되어 달아나게 되어 1) 촉매 표면에서의 농도 Gradient가 커지고, 2) 대류현상에 의한 물질확산의 속도가 빠르기 때문에 물질전달속도가 커지게 됩니다.

A2) 앞선 설명과 같이 내부확간이 속도결정단계라고 한다면 당연히 내부확산의 영향이 큽니다.   이문제에서는 다르지만 대부분의 시스템에서 내부확산의 속도가  율속단계에 해당합니다.    따라서 (대부분의 경우) 일정 공간속도 구간에서는 반응속도는 공간속도에 크게 영향을 받지 않고 주로 반응온도, 반응압력, 촉매 Pore 크기, 등에 의해 반응속도가 달라지지요.

화공만학도 2peaceb

16-08-01 14:26

이번에도 명쾌한 해설 감사합니다. 해설이 너무 자세해서 이해가 잘 되네요.