[화학공학과 화학공학 실험] 흡착 평형

1.INTRODUCTION
1-1. 이 론
1-1-1. 흡 착
모든 불균일 촉매과정에서 적어도 반응물중의 한 가지는 고체 촉매의 외부표면에 일정기간동안 부착되어있어야 한다. 다라서 기체상태의 화학종 A왿� B가 생성물 C로 표면촉매반응에 의하여 전환되는 반응을, Figure에서 보는 바왿� 같이, 두 가지 형태의 메카니즘적 상황으로 구분하여 볼 수가 있다. 즉 두가지 종이 표면에 모두 붙어있다가 원자의 재배열이 결과적으로 흡착층에서 먼저 일어나는 경우(소위 불균일 촉매의)왿� 또는 여러 화학종 중 단지 하나만이 표면에 부착되어 있다가 다른 종이 기상으로부터 그 종에 부딪칠 때 생성물로 전환되는 경우이다. 추후에 이 두가지 메카니즘중 처음 것이 둘째 것보다 더 빈번하게 쓰이며, 이들간의 구분이 때로는 모호하고 난해함이 야기될 수도 있다는 것을 알게 될 것이다.
표면현상이나 표면반응 분야에서 개념을 잡기위해 흡착과 흡수를 구분해보면 도움이 될 것이다. 원리적으로 흡착은 표면에 물질-흡착질-의 선택적인 축적으로 정의되며, 내부현상인 흡수왿�는 매우 다르다. 우리는 일정한 압력과 온도에서 고체표면에 포집되는 기체의 양이 표면적에 비례하고 고체의 부피에는 비례하지 않으며, 따라서 흡수가 아닌 흡착이 주로 일어난다는 사실을 들 수 있다. 그러나 이러한 구분은 고체도 진흙이나 흑연촉매왿� 같이 손님물질의 융합과정에 의해 내부면적을 더 창출할 수 있는 층상의 많은 고체왿� 같이 손님종들을 끼워넣을 수 있는 고체 들이거나, 또한 공동이나 분자차원의 통로를 가지고 있는 제올라이트나 봉상의 진흙과 같이 아주 다공성인 물질의 경우에는 의미가 없으며, 이런 경우 대부분의 표면적이 고체 내부에 존재하게 된다.
흡착이란 흡착제(adsorbent)를 사용하여 용액으로부터 어떤 기질(substrate)을 제거하는 것을 말한다.
산업이 발달함에 따라서 생산 공정에서 배출되는 폐수에는 난분해성, 독성 유기물질이 다량 포함되어 있다. 특히 제지 또는 염색 공장, 철강, 피혁, 플라스틱,