黃酸鐵-炭酸鹽 混合物의 熱分解에 關한 硏究

국문 초록 (Abstract)

황산철7수화물의 열분해時 탄산염의 첨가효과를 알아보기 위해 열중량분석법(TGA), X-선회절분석법(XRDA) 및 선형회귀분석법(LRA)으로 분해반응과정을 규명하고 속도론적 고찰을 수행하였다. 속도론적 해석을 위해서는 동가열법(Dynamic Heating Method)에 관한 Carroll-Manche, Coats-Redfern 및 Horowitz-Metzger방법을 적용하였으며, 속도결정단계와 속도론적 파라미터를 구하였다.
황산철7수화물에 탄산리듐, 탄산나트륨, 탄산망간, 탄산구리를 혼합한 시료는 서로 반응하여 탄산철이 중간생성물로 형성되면서 3단계와 4단계로 분해되었다. 속도결정단계는 탄산철이 형성되는 단계에서 변화하였으며, 분해종결온도는 순수물에 비해 40∼220℃ 정도 감소하였고, 산화제2철이 생성되는 최종단계에서 활성화에너지가 52∼78Kcal/mol 정도 감소하였는데, 탄산리듐 첨가시에 가장 크게 감소하였다. 속도론적 해석방법으로는 Coats-Redfern 방법과 Horowitz-Metzger 방법이 잘 적용되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To examine the additive effects of carbonates on the thermal decomposition of ferrous sulfate heptahydrate, the reaction mechanisms and kinetic studies were carried out by TGA, XRDA, and LRA methods. we obtained the reaction rate determining step (RDS) and kinetic parameters by Carroll-Manche, Coats-Redfern, and Horowitz Metzger methods for the dynamic heating method.
In the thermal decomposition processes, the mixtures of ferrous sulfate heptahydrate with lithium, sodium, manganese, and (basic) copper carbonate were reacted each other respectively to be formed ferrous carbonate as intermediate and decomposed into three or four steps. The RDS were varied for ferrous carbonate forming step.
The decomposition ending temperature was decreased about 40-220℃ and activation energy decreased about 52-78 Kcal/mol for Fe₂O₃ producing step to be compared with pure. ferrous sulfate heptahydrate, that mixture of lithium carbonate was decreased most largely.
Coats-Redfern, Horowitz-Metzger method were applied well for kinetic analyses.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 초록 = 2
• List of Figures = 3
• List of Tables = 5
• 1. 서론 = 6
• 2. 이론 = 9
• 2-1. 불균일 고상반응 = 9
• 2-2. 고상반응의 속도식 = 9
• 2-3. 동가열법에 의한 해석법 = 11
• 3. 실험 = 15
• 3-1. 시료조제 = 15
• 3-2. 열중량 분석 = 16
• 3-3. 시료의 소성 = 16
• 3-4. X-선 회절분석 = 16
• 4. 결과 및 고찰 = 18
• 4-1. 해석방법 = 18
• 4-2. 황산철의 열분해 = 19
• 4-3. 황산철-탄산리듐 혼합물의 열분해 = 26
• 4-4. 황산철-탄산나트륨 혼합물의 열분해 = 33
• 4-5. 황산철-탄산망간 혼합물의 열분해 = 40
• 4-6. 황산철-탄산구리 혼합물의 열분해 = 47
• 4-7. 황산철과 황산철-탄산염 혼합물의 비교 = 54
• 5. 결론 = 56
• Nomenclatures = 57
• References = 58
• Appendices = 59
• App.1. Flowchart for kinetic analysis using computer. = 59
• App.2. Calculated values for various samples. = 61
• App.3. E,A, and CC for each RDS of various samples. = 68
• Abstract = 74