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학습Q&A

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글 정보
제  목 비가역 연속반응과 자동촉매 반응 이론 질문
수강 강좌 [필기이론] 반응공학
질문 강의 회분식 반응기 데이터 해석(2) ( 확인이 필요한 강의 구간 : )
교재 ( Page )
등록일 2025.09.24 조회수 26

1. 비가역 연속반응

: A->R->S 반응에서 첫번째 반응속도상수가 k1, 두번째 반응속도상수가 k2일 때 k1/k2가 커지면 Cr.max(R의 최대농도)와 tmax(최대반응시간)이 작아지나요?? k1/k2가 커진다는 건 k1>k2로 R이 많이 만들어지니까 Cr.max가 되는 게 아닌가요??

 추가로, 

1) k1/k2가 작아지면 Cr.max와 tmax가 커지나요

2) k1=k2일 땐 어떻게 되나요

 

 

 

2. 자동촉매반응(첨부 사진 참고, 오른쪽 그래프에 대한 질문)

: 초기에 생성물이 거의 없어서 반응속도가 아주 느리다가 생성물이 생기면서 최대값까지 증가하는 게 맞나요

첨부된 사진의 오른쪽 그래프인 반응속도와 농도 그래프에서 처음에 오른쪽부터 시작할 때 애초에 반응속도가 높은 상태부터 시작하는 걸 보니 헷갈려서 질문 드립니다

 

켐탑 (25-09-26 16:25)
먼저 저의 일정관계로 답장이 늦은 점 사과드립니다.

1. 비가역연속반응
k1/k2 값이 커지면 Cr.max 값 또한 증가합니다.
이는 Cr.max = CA0 x (k1/k2)^(k2/(k2-k1)) 으로 구해지는데 Cr.max 는 k1/k2 증가에 비례함을 알 수 있습니다.
tmax 는 Cr.max 일때 반응시간으로 k1/k2가 증가함에따라 줄어듦니다.
k1>k2 일때는 R에서 S로 가는 속도보다 A물질이 중간 생성물 R로의 반응속도가 크므로 R의 최대값이 증가하는 것입니다.
또한 중간 생성물 R이 최대값에 이르는 시간이 점점 작아집니다.
k1<k2 일때는 중간 생성물 R이 S로 가는 반응속도가 크므로 A에서 R이 어느정도 생성되면 바로 S가 만들어지므로 R의 최대값이 감소합니다.
또한 중간 생성물 R이 최대값에 이르는 시간이 증가합니다.
k1=k2 일때는 특정 생성속도와 소비속도가 같은 반응시간에 중간생성물 최대값을 가집니다.

위의 내용은 회분식 반응기에서 각 성분의 농도가 반응시간에따라 어떻게 변하는 지를 기술한 것이고 Plug Flow 반응기에서의 중간 생성물의 농도는 다르게 조정할 수 있습니다.

2. 자동촉매반응
예 그렇습니다. 반응 초기에는 반응생성물 R의 농도가 작아서 초기 반응속도가 낮고 반응이 진행됨에따라 R의 농도가 증가하고 이에 따른 [A][R]의 반응속도가 최대가 되며
반응물 A의 농도가 소진됨에 따라 반응속도가 감소하여 낮아집니다.

감사합니다.

박 병선 드림

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