Surface Tension and Surface Adsorption of Binary Solutions

안운선,장세헌,Woon-Sun Ahn,Seihun Chang Korean Chemical Society 1971 대한화학회지 Vol.15 No.3

With quasi-lattice model, surface tension equations for binary solution are derived assuming both mono-and multi-layer surface models. These equations are in agreement with Gibbs adsorption isotherm, and therefore surface relative adsorption can be calculated. The chemical potentials of bulk phase components obtained are also indifferent even if the influence of surface phase is taken into account. 이성분용액의 표면을 단분자층 또는 다분자층으로 가정할 때의 표면장력식을 통계열역학적으로 유도하였다. 이 표면장력식들은 Gibbs흡착식을 만족시켜 주며, 따라서 표면에서의 흡착을 계산할 수 있다. 또한 이때 얻은 bulk용액의 화학포텐샬이 열역학적으로 유도된 것과 같다는 것을 보였다.

물리흡착에서의 제2 분자층 형성에 관한 연구

안운선,유은아,함경희,이민영 成均館大學校 科學技術硏究所 1983 論文集 Vol.34 No.1

흑연 표면에서 Kr 분자가 흡착될 때는 우선 단분자층이 형성되고, 이 단분자층이 형성되어 가면서 제2 분자층이 또한 형성되기 시작한다고 가정하였다. 그리하여 단분자층을 형성시키는 2분자층 흡착 영역에서 제 1 분자층을 상호작용 lattice gas로 취급하고, 제2 분자층을 실제 기체로 취급하였다. Lattice gas에 관한 quasi-chemical theory를 이용하여 제1 분자층이 나타나는 registry↔disregistry 사이의 상전이, point B 근처에서의 흡착 등온식 및 spreading pressure를 계산하였으며 실험 결과와 잘 맞는 만족스러운 결과를 얻었다. 제 2 분자층의 흡착량을 virial 상태 방정식을 이용해서 압력의 함수로 구하였으며 그리하여 제 2분자층의 전체 흡착량에 대한 기여와 더 나아가서 정확한 단분자층 용량을 구하였다. 또한 point B 근처에서는 제 2 분자층의 흡착이 Henry의 법칙에 따른다는 것을 알았다. When Kr molecules are adsorbed on the graphite surface, it is assumed that the 1st monolayer is formed at first and then the2nd layer commences as the 1st layer becomes saturated. Thus in the bilayer region where the 1st layer is treated as a lattice gas, and the 2nd layer as a real gas. By using the quasi-chemical theory of the lattice gas, registry↔disregistry transition, adsorption isotherms near the point B, and spreading pressures of the 1st layer are calculated. The results are found to agree very well with experimental results. The 2nd layer adsorption is calculated using the virial equation of state, and then the contribution of this layer to the whole adsorption and hence the reasonable monolayer capacity is calculated. It is also found that the 2nd layer adsorption near the point B is governed by the Henry's law.

Transient State Theory of Significant Liquid Structure Applied to Alkali Earth Chlorides

안운선,장세헌,Ahn, Woon-Sun,Chang, Sei-Hun Korean Chemical Society 1970 대한화학회지 Vol.14 No.1

액체구조의 천이상태 이론을 알칼리토금속 염화물에 적용시켜서 상태합을 유도하였다. 이 상태합으로부터 $SrCl_2$와 $BaCl_2$의 증기압, 몰부피, 엔트로피등의 열역학적 성질을 계산하여 실험치와 비교하였으며, 천이상태 이론이 용융염에도 잘 적용된다는 결론을 얻었다.

벤젠과 p-크실렌의 물리흡착에 대한 통계열역학적 고찰

안운선,이광순,곽현태,Ahn Woon-Sun,Lee Kwang Soon,Gwak, Hyeon Tae 대한화학회 1978 대한화학회지 Vol.22 No.5

흑연과 산화알루미늄(Alucer) 표면에 흡착된 벤젠이나 p-크실렌분자가 submonolayer 영역에서 어떤 흡착상태를 이루고 있는가를 이론적으로 살펴보기 위하여, 이들 흡착질 분자를 2차원 기체와 조화진동자의 두가지 모형으로 가정하고 통계열역학적으로 흡착엔트로피를 계산하여 실험치와 비교하였다. 그 결과 벤젠은 흑연표면에서 조화진동 운동을 하며, 산화알루미늄 표면에서는 비편재된 상태에 있다는 것을 알게 되었다. 흡착제 표면에서 흡착된 분자가 조화진동 운동을 한다고 가정할 경우 조절가능한 파라미터로 도입된 분자진동수는 $10^{11}\;sec^{-1}$로서 대단히 합리적인 값을 얻었다. p-크실렌분자가 흑연이나 산화알루미늄 표면에 흡착될 때는 단분자층이 이루어지기 훨씬 전에 비정상적인 값들이 나타난다. In this paper, for the purpose of studying the adsorbed states of benzene and p-xylene molecules on both of the Spheron 6(graphitized carbon) and the Alucer(aluminium oxides), we have calculated the differential molar entropies of adsorption in the Submonolayer region, by the use of statistical thermodynamics. The models we have adopted are two-dimensional gases and the harmonic oscillators. The values calculated in this way are compared with experimental values. As a result, it is believed that the adsorbed benzene molecules are localized on the Spheron 6, whereas on the Alucer it is nonlocalized. The molecular frequency, which is an adjustable parameter and is introduced as a result of oscillator model is $10^{11}\;sec^{-1}$ in the order of magnitude. For the case of p-xylene molecules adsorbed on these adsorbents, an abnormal result is obtained quite prior to the monolayer coverage, contrarily to the expectation of similar results as for the case of benzene.

The Estimation of Standard Physisorption Isotherms based on the V-t Plots of Physisorption on Various Inorganic Adsorbents

안운선,조현우,이광순,An, Un Seon,Jo, Hyeon U,Lee, Gwang Sun Korean Chemical Society 1994 대한화학회지 Vol.38 No.1

현재까지 본인 등이 여러 흡착제를 가지고 측정한 질소 및 아르곤의 물리흡착 등온곡선을 가지고 각종 표준흡착 등온곡선에 맞추어서 V-t도시를 하고, 이 도시 결과로부터 이들 표준흡착 등온곡선들의 타당성을 음미하여 보았다. 이 중에서 FHH식이 광범위한 종류의 흡착제에 대하여 표준 등온식으로 적합함을 확인할 수 있었다. Adsorption isotherms of nitrogen and argon on various adsorbents measured up to present by authors are used to make the V-t plots using various numerical and the analytical standard adsorption isotherms to estimate the appropriateness of these standard isotherms. It is confirmed that the analytical FHH equation is appropriate for wide range of adsorbents as a standard isotherm.

해리성 화학 흡착에 대한 흡착 등온식

안운선,함경희 성균관대학교 기초과학연구소 1988 論文集 Vol.39 No.2

고체 표면을 기체에 노출시켰을 때 일어나는 화학 흡착량을 노출량의 함수로 나타내는 기체 흡착 등온식을 activation complex theory에 입각해서 유도하였다. 이 유도 과정에서는 흡착질 분자가 우선 분자 상태의 precursor state로 흡착되고, 이어서 이 precursor state의 분자가 activated complex state를 거쳐서 해리 생성물로 된다고 가정하였다. Precursor의 농도가 대단히 낮을때는 이 흡착 등온식이 Langmuir 흡착등온식과 비슷한 꼴로 된다는 것을 알게 되었다. 이 흡착 등온식은 다결정 니켈 표면에서의 산소의 해리 흡착 과정에 적용시켜 본 결과, 실험 결과와 비교적 잘 맞았다. An adsorption isotherm which gives the chemisorbed amount of gas on solid absorbents as a function of the gas exposure is derived using the activated complex theory. It is assumed that the chemisorption takes place through a moleculary adsorbed precursor state and the activated complex formed from this precursor state. The isotherm derived in this work redudes to a simple one looking similar to the Langmuir isotherm if the concentration of the precursor state is very low. The isotherm is applied to Ni-O_2 dissociative adsorption system to find a reasonably good agreement with the experimental results.

흑연 표면에서의 Kr 기체의 물리흡착

안운선,손용근,류은아,이광순,Woon Sun Ahn,Yong Keun Son,Eun Ah Yoo,Kwang Soon Lee 대한화학회 1981 대한화학회지 Vol.25 No.4

흑연 표면(0001)에 흡착한 Kr 분자를 2D 기체로 보고 Kr-흑연의 상호작용 에너지와 Henry 상수 $K_H$를 Fourier series expansion에 의해서 해석함수로 구하였다. 그리고 2D virial계수 $B_{2D}$와 $C_{2D}$를 계산하여 2D 상태방정식을 얻었으며, 이것으로 부터 구한 흡착등온곡선을 실험 결과와 비교하였다. 상호작용 에너지는 Lennard-Jones (12, 6) 퍼텐셜의 pairwise additivity로 가정하였으며, 사용한 파라미터는 ${\varepsilon}_{gs}$/k = 70 K, ${\sigma}_{gs}$ = 0.35 nm, ${\varepsilon}_{gg}$/k = 170 K 및 ${\sigma}_{gg}$ = 0.37 nm이다. Assuming krypton molecules adsorbed on graphite surface as 2D gas, the interaction energy of Kr-graphite and the Henry's constant are calculated analytically by the Fourier series expansion method. 2D virial cofficients, $B_{2D}$ and $C_{2D}$, are also calculated to obtain 2D equation of state, and hence adsorption isotherms. The isotherms so obtained are compared with experimental results reported by Putnam and Fort. The pairwise additivity of Lennard-Jones(12, 6) interaction energy is also assumed, and parameters therein are taken as; ${\varepsilon}_{gs}$/k = 70 K, ${\sigma}_{gs}$ = 0.35 nm, ${\varepsilon}_{gg}$/k = 170 K, and ${\sigma}_{gg}$ = 0.37 nm.

설탕에스테르의 물리적 성질에 관한 연구

안운선,노장숙,이광순 成均館大學校 1976 論文集 Vol.23 No.-

설탕에스테르를 관크로마토그래피와 박층크로마토그래피(TLC)를 사용하여 모노-, 디-, 및 트리에스테르로 단리 정제하였다. 이와 같이 정제한 모노스테아르산설탕과 모노팔미트산설탕의 CMC를 20℃∼40℃ 사이의 여러 온도에서 순수한 물과 NaCl, KCl 및 여러 알코올 용액에서 측정하였다. 이 결과로부터 모노에스테르의 heat of micellization 값을 계산하였던 바, 30℃이하에서는 양의 값을 나타내었으며, 이 값들이 무기염에 의해서는 거의 영향을 받지 않는다는 사실을 알았다. 여러 가지 알코올(C_1-C_4) 용액에서의 모노팔미트산설탕의 CMC는 알코올 농도의 증가에따라서 처음에는 증가하다가 농도가 약 0.05∼0.01 몰 퍼센트를 지나면 다시 감소한다. 이것은 설탕에스테르와 알코올이 공동으로 미셀을 형성하기 때문일 것으로 생각된다. 디에스테르는 물에 전혀 녹지 않지만 모노에스테르용액에서는 쉽게 용해된다. 그리고 이러한 용액의 표면장력 대 농도 곡선은 약 40dyne/㎝ 근처에서 불연속을 나타낸다. 이것은 낮은 농도에서 모노에스테르와 디에스테르가 불규칙한 멋대로의 표면배향을 하고 있다가 이 농도에서 보다 안정하고 치밀한 배열로 갑자기 바꾸어지기 때문이라고 생각된다. The critical micelle concentrations (CMC) of sucrose monostearate and sucrose monopalmitate are determined in pure water, in inorganic salt solutions, and in various alcohol (C_1-C_4) solutions at temperatures between 20 and 40℃. Using the results, heat of micellization is calculated. The values are positive below 30℃ and unaffected almost by the presence of inorganic salts. The CMC value is very sensitive in the presence of alcohols (C_1-C_4). The CMC increases at first as the concentration of alcohol increases, and then it decreases after showing a maximum. The maximum point lies between 0.05 through 0.1 mole per cent of alcohol, depending on the kind of alcohols. It is found that though the diester is insoluble by itself, it readily dissolves in the monoester solution. In the presence of diester, it is found that the surface tension decreases as usual way if the concentration of monoester is incrased, but it shows a sudden discontinuity at about 40 dyne/㎝.

이성분 액체 혼합물의 통계열역학적 연구

안운선,박형석,장세헌,Ahn, Woon-Sun,Pak, Hyung-Suk,Chang, Sei-Hun Korean Chemical Society 1965 대한화학회지 Vol.9 No.4

The significant liquid structure theory is extended to binary mixture, benzene-ethylenechloride system. The partition function, applicable throughout the temperature range in which Raoult's law is satisfied is derived. The thermodynamic quantities such as total and partial pressures, molar volumes and mixing entropies are calculated from the partition function at the temperatures $293.15^{\circ},\;323.14^{\circ}\;and\;357.15^{\circ}K.$ The theoretical values, thus calculated, are found to agree with the experimental data in the literatures. 벤젠-염화에틸렌 이성분 용액에다 significant liquid structure theory를 확장 적용시켰다. 라울의 법칙이 만족되는 온도 범위 안에서 적용되는 분배함수를 구하였다. 이 분배함수로 부터 계의 전체압, 부분압, 몰부피 그리고 혼합엔트로피와 같은 열역학적 양을 $293.15^{\circ},\;323.14{\circ}$ 및 $357.15^{\circ}K$에서 계산하였다. 이와 같이 구한 이론적인 계산치들은 실측치와 대단히 잘 맞었다.

Transient State Theory of Significant Liquid Structure Applied to Fused Salts

안운선,박형석,유지용,김각중,장세헌,Ahn, Woon-Sun,Pak, Hyung-Suk,Ryu, Ji-Yong,Kim, Kak-Choong,Chang, Sei-Heun Korean Chemical Society 1968 대한화학회지 Vol.12 No.4

액체구조의 천이상태 이론을 용융염에 확장시켜 액체없이 상태합을 유도하였다. 이 상태함을 액체할로겐화알칼리들에 적용시켜 증기압, 몰부피, 엔트로피등의 열역학적 성질을 계산한 결과 측정치와의 좋은 일치를 보여주었다.