기판 및 제품

화학 반응의 기질과 생성물은 무엇입니까?

화학에서 기질은 화학 공정과 관련된 반응 중에 변형을 겪는 물질, 화합물, 원소 또는 이온에 사용되는 이름입니다. 제품은 이러한 변화의 결과입니다. 산업 공정에서는 대부분 여러 제품이 있습니다. 주요 제품 외에도 프로세스는 소위 부산물을 생성합니다. 이것은 차례로 다른 기술 프로세스의 기판이 될 수 있습니다. 화학 공정의 기판 및 제품은 실험실 및 산업 규모 모두에서 매우 중요합니다. 이러한 프로세스에는 여러 법률, 규칙 및 원칙이 적용됩니다. 다음은 그 중 일부입니다.

• 화학 평형

가역 화학 반응과 관련된 동적 상태로, 기질이 생성물로 변하는 속도는 역 과정, 즉 생성물이 기질로 변하는 속도와 동일합니다. 이것은 농도, 온도 및 압력을 포함한 특정 조건에서 사실입니다. 화학평형이 일어날 때 기질과 생성물의 농도는 같다. 그러나 이것은 영구적인 상태가 아님을 기억해야 합니다. 화학 평형의 특성은 동적입니다. 반응 조건에 약간의 간섭만 있어도 반응이 바뀝니다.

• 르 샤틀리에의 원리(균형 법칙)

Le Chatelier의 원리는 화학 평형 상태에 있는 시스템이 특정 자극(예: 온도 변화)에 노출될 때 발생하는 반응 조건이 적용되는 변화를 부분적으로 상쇄하는 방식으로 변화한다고 말합니다. 또한 기질과 생성물의 농도는 화학 평형에 영향을 미칩니다. 구성 요소의 양이 변경되면 기존 균형이 변경됩니다. 하나의 제품이 시스템에서 제거되면 시스템은 일정량의 기질이 반응하여 제거된 물질을 재구성하는 방식으로 반응합니다. 기판이 시스템에서 제거될 때 유사한 상황이 발생합니다. Le Chatelier의 원리는 (특히 기술 공정에서) 화학 공정의 과정을 제어할 수 있게 합니다. 진행 중인 반응의 효율성을 높이거나 원하지 않는 반응에 대응하는 데 사용할 수 있습니다.

• 화학 반응 속도

화학 반응 또는 공정의 속도는 단위 시간당 기질의 몰 농도 감소 또는 생성물의 몰 농도 증가로 정의됩니다. 반응 속도의 값은 시간 경과에 따른 반응물의 농도 변화를 측정하여 실험적으로 결정됩니다. 화학 반응 속도는 기질의 농도에 의해 영향을 받습니다. 반응 속도는 반응물의 농도에 정비례합니다.

화학 기술 공정의 기판 및 제품

실험실 규모에서 산업 규모로 화학 공정의 개념을 번역하는 것은 어려운 작업입니다. 무엇보다도 기판(원료)의 적절한 선택이 포함됩니다. 환경 원칙과 사전 처리(예: 추출된 금속 광석의 정화)에 필요한 모든 절차를 준수하는 기질을 얻는 것이 비용 효율적이어야 합니다. 화학 기술에서는 주요 제품 외에도 종종 소위 부산물이 형성되기 때문에 얻어지는 제품 측면에서 공정을 검토해야 합니다. 서로 다른 구성 요소를 서로 가깝게 생산하는 설비를 찾는 것이 일반적인 솔루션입니다. 한 프로세스에서 원치 않는 부산물이 다른 기술의 핵심 원료가 될 수 있습니다. 또한 반응을 거치지 않은 기판은 루프에서 재활용하는 것이 좋습니다. 위의 원칙과 기타 여러 규칙을 통해 기술 프로세스를 훨씬 더 효율적으로 수행하고 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 화학 기술 공정의 경우 모든 설치에 대해 물질 균형이 개발됩니다. 소비 또는 생산된 재료의 양, 즉 기판 및 제품을 나타냅니다. 물질 수지는 기존 또는 계획된 화학 공정에 대한 경제적 계정을 설계하고 개발하기 위한 기초를 구성합니다. 그것은 대량 보존의 원칙에 기초합니다. 잘 준비된 재료 균형은 필요한 기판의 양, 얻은 제품의 양에 대한 명확한 개요를 제공하고 폐기물 생성을 고려합니다. 그래픽으로 Sankey 차트를 사용하여 설명할 수 있습니다.

녹색 화학의 맥락에서 기질과 제품의 중요성

석유 는 오늘날 화학의 주요 원료입니다. 재생 가능한 자원에서 얻을 수 있고 따라서 녹색 화학 의 원리와 일치하는 바이오매스와 기타 기질이 점점 더 중요해지고 있습니다. 이러한 추세는 앞으로도 계속될 것으로 예상됩니다. 바이오매스는 에너지 목적의 원료로서 중요할 뿐만 아니라 의약품 , 화장품 및 식품용 첨가제와 같은 화학 물질을 얻는 데에도 효과적으로 사용될 수 있습니다. 바이오매스 처리 기술의 발전으로 바이오매스에서 고부가가치 소재와 화학물질을 추출할 수 있게 되었습니다. 특히 줄기, 잎 또는 뿌리와 같은 식물 부분에서 기질을 얻는 방법의 개발도 마찬가지로 역동적입니다. 예를 들어, 우리는 이제 양배추 잎 추출물을 사용하여 은 나노입자를 합성할 수 있습니다. 특히 대용량 공정에서 중요한 이슈는 화학 공정에서 발생하는 부산물의 관리입니다. 쉽게 생분해 되는 물질을 얻는 것이 유리할 것입니다. 예를 들어, 분해 가능한 폴리머가 점점 더 중요해지고 있습니다. 이들은 기존 폴리머보다 훨씬 빠르게 환경에서 분해될 수 있는 폴리머입니다. 방사선, 미생물, 효소 또는 특정 화학 물질에 노출되면 분해될 수 있습니다.