Effect of Curvature Dependency of Surface Tension on the Result of Pore-Volume Distribution Analysis

조창현,안운선,장세헌,Cho Chang-Hyun,Ahn Woon-Sun,Chang Seihun Korean Chemical Society 1972 대한화학회지 Vol.16 No.6

질소의 흡착 등온곡선을 이용하여 흡착체의 동공부피 분포를 계산하는 과정에서 표면장력의 곡률 의존도 고려 효과를 조사하였다. 즉, 장세헌 등에 의한 표면장력의 곡률 의존도식과 캘빈 식으로부터 주어진 압력에서의 캘빈반경을 구하고, 이것으로부터 흡착체의 동공부피 분포를 계산하였다. 이와 같이하여 얻은 계산 결과를 표면장력의 곡률 의존도를 고려하지 아니한 종래방법에 의한 계산 결과와 비교하였다. 일반적으로 곡률 의존도를 고려해주면 동공부피 분포 곡선의 극대부분이 큰 동공 쪽으로 이동한다. 또한 모세관 응축이 일어나는 상대압력이 종래까지 생각했던 것보다 훨씬 낮아지고 있다. 이러한 효과들은 흡착체의 동공들이 미세해 질수록 더욱 현저하게 일어난다. The significance of the curvature dependency correction of surface tension is studied in calculating the pore volume distribution of porous adsorbent from nitrogen adsorption isotherm. That is, Kelvin radii are calculated with curvature dependent surface tension values calculated by Chang et al, and then with these Kelvin radii, pore volume distributions of three porous adsorbents, silica alumina (steam deactivated), silica gel (Davidson 59), and silica gel (Mallinc-krodt Standard Luminescent), are calculated. The results are compared with those obtained by the previous method in which surface tension is taken as constant and also with the others. obtained by the modelless method proposed by Brunauer et al. The maximum point of the distribution curve shift to the larger pore radius, when the curvature dependency is considered. Furthermore, the relative pressure at which capillary condensation commences is by far the lower than that accepted previously. This effect becomes significant as the pore radius approaches to the micropore range.

Significant Structure of Liquid Ethylene Chloride

안운선,장세헌,Ahn Woon Sun,Chang Seihun Korean Chemical Society 1964 대한화학회지 Vol.8 No.3

고체상태에서 trans-form으로 존재하는 염화에틸렌은 액체로 되면서 그 일부가 gauche-form으로 변한다. H. Eyring 등에 의해서 제안된 액체구조에 관한 이론에 따라서 이 물질에 대한 분배함수를 정하고, 분배함수속에 들어 있는 parameters $E_s$, ${\theta}$, $V_s$ 및 a를 정하였다. 이와 같이 해서 정한 분배함수를 써서 몰부피, 증기압, 한계점 성질, 증발엔트로피 및 표피장력 등을 계산하여 실험치와 비교하였다. Upon melting, a part of ethylene-chloride molecules in trans-form in the solid state changes into gauche-form. The partition function for the material was developed according to the significant structure theory of liquid proposed by H. Eyring and his co-workers, and the parameters $E_s$, ${\theta}$, $V_s$, and a, therein, are determined by the manner developed by Chang, et al. The molar volume, vapor pressure, vaporization entropy, critical point properties and surface tension of the liquid were calculated. The results are in good agreement with experimental values.

액체 요오드의 표면장력

김성완,장세헌,Kim Sungwan,Chang Seihun 대한화학회 1965 대한화학회지 Vol.9 No.2

액체 요오드의 표면장력을 측정하기 위하여 새로운 장치를 고안하고 differential capillary rise method를 써서 $125.0^{\circ}C,\;135.0^{\circ}C,\;145.0{\circ}C$ 및 $155.0^{\circ}C$ 에서 각각 36.88, 35.87, 34.83 및 34.04 dye/cm의 값들을 얻었다. 이 측정된 값들로부터 Eotvos 상수를 구해본 결과 각 온도에서 비슷한 값을 보여주고 있음을 알았다. The surface tension of liquid iodine was measured by differential capillary rise method at various temperatures above the melting point. A paraffin bath with mercury regulator was used to maintain constant temperature. The height of the meniscus of liquid iodine in the capillary tube was measured by a travelling microscope. The measured values of surface tensions at $125.0^{\circ},135.0^{\circ}, 145.0^{\circ}$ and $155.0^{\circ}$ were 36.88, 35.87, 34.83 and 34.04 dyne/cm, respectively. Calculated Eotvos constant from the surface tension, data. experimentally obtained, were consistent through the temperature range.

이성분 용액에서의 고체 표면에 대한 흡착

장세헌,박형석,박상윤,Seihun Chang,Hyungsuk Pak,Sangyoun Park 대한화학회 1973 대한화학회지 Vol.17 No.2

고체-액체 경계 면에서의 흡착은 흡착 층을 단일 분자층으로 생각하고 흡착체에 평행한 방향에 대해서는 이차원 액체로 수직한 방향에 대해서는 조화 단진동을 하는 것으로 보고 여기에 천이상태이론을 적용하여 흡착 층에서의 용액의 상태 합을 구성하고, 시클로헥산-벤젠 이성분 용액의 실리카-겔에 대한 흡착에 적용하여, 흡착량과 흡착 층에서의 몰 엔트로피 및 흡착열의 값을 계산하여 얻었다. In treating solid-liquid interfaces, it is assumed that the adsorbed layer consists of monolayer and the molecules of the adsorbed layer behave as two dimensional liquid and oscillate harmonically in the vertical direction to the adsorbent. Applying the transition state theory of significant liquid structure to the adsorbed molecules, the adsorption isotherm, entropy and heat of adsorption for cyclohexane-benzene solutions adsorbed on silica-gel G are calculated. The calculated values are in good agreements with those of the observed ones.

흑연 표면위의 p-크실렌과 벤젠의 흡착

장세헌,이순보,김윤수,안운선,Chang Seihun,Lee Soon Bo,Kim Youn Soo,Ahn Woon-Sun 대한화학회 1976 대한화학회지 Vol.20 No.5

진공미량저울을 써서 Spheron 6 (흑연카아본블랙)와 Alucer M.A. (Alumina) 위에서의 벤젠과 p-크실렌의 흡착등온곡선을 여러 온도에서 얻었다. 이로부터 이 두 흡착질의 흡착분자단면적이 온도에 어떻게 의존하는가를 알아 보았다. 흑연표면에서 p-크실렌은 $19^{circ}C$이하에서 촘촘하게 쌓인 편재흡착을 하고 $19.2^{circ}C$이상의 높은 온도에서는 제한된 회전을 하는 편재흡착을 한다. 이것으로 미루어 보아 벤젠, 및 간단한 벤젠유도체들도 낮은 온도에서는 촘촘하게 쌓인 편재흡착을 하고 높은 온도에서는 제한된 회전을 하는 편재흡착을 일으킨다고 생각된다. 한편 Alucer M.A. 표면에서는 이들 흡착질 분자의 흡착단면적이 온도증가에 따라 점차적으로 증가하여, 이들 흡착질 분자가 편재화되어 있지 않음을 나타내었다. Adsorption isotherms of benzene and p-xylene on both of Spheron 6 (a graphitized carbon black) and Alucer (Alumina) are obtained at various temperatures using a sensitive quartz beam microbalance. From these isotherms BET plots are made to obtain the molecular areas of these adsorbates. On the Spheron 6, the molecular area of p-xylene remains constant until the temperature is increased up to $19^{circ}C$, increases abruptly at $19^{circ}C$ through $19.2^{circ}C$, and then again remains constant thereafter. On the other hand, adsorbed benzene molecules give a quite temperature-independent molecular area. The results are interpreted as the adsorbed p-xylene molecules and benzene molecules are localized on the adsorbents with compact packing, while it gains a hindered-rotational degree of freedom at the expense of vibrational one at the higher temperatures. This peculiar behavior of adsorption is considered as due to the interactions between benzene rings of adsorbents and graphite surface. Molecular areas of these adsorbates on Alucer M. A. increase gradually with temperature, indicating that the adsorbed molecules are unlocalized.

중수의 열역학적 성질과 흡착특성

조창현,박형석,장세헌,Chang-Hyun Jho,Hyungsuk Park,Seihun Chang 대한화학회 1971 대한화학회지 Vol.15 No.6

The statistical thermodynamical properties of heavy water are calculated according to the transient state theory of significant liquid structure. The calculated values are shown to be in good agreement with the observed ones. The grand canonical ensemble partition function for the adsorbed phase of heavy water on graphite surface is derived using the theory. The adsorption isotherm, the surface pressure, the molar entropy and the molar internal energy for the adsorbed phase and then the molar heat of adsorption are calculated according to the derived partition function. The thermodynamic properties of the adsorbed water are also calculated and the results are compared with those of heavy water and discussed in view of the experimentally observed phenomena.

Statistical Thermodynamical Approach to Physical Adsorption

장세헌,박형석,이조웅,박성주,Chang Seihun,Park Hyungsuk,Lee Jo W.,Park, Seong Ju Korean Chemical Society 1977 대한화학회지 Vol.21 No.5

多分子層 物理吸着에 있어서 第二分子層이나 또는 그 以上의 分子層이 形成될 때에는 分子들은 바로 아래 層의 分子들이 이루는 三角形 또는 四角形 配列의 中心部위에 吸着될 것이라는 前提下에 새로운 物理吸着理論을 提案하고 이 때의 吸着等溫式을 誘導하였다. 誘導된 吸着等溫式에는 monolayer capacity를 나타내는 $v_m$, 第二層 以上의 層에 대한 分子分配函數와 첫째層 分子의 그것間의 比를 나타내는 q/$q_1$ 및 吸着된 分子들의 쌓이는 樣相을 나타내는 n이란 3개의 調節可能한 파라미터가 들어있다. 誘導된 吸着等溫式을 argon이 "Carbolac" carbon 상에 吸着되는 경우와 nitrogen이 Linde silica 상에 吸着되는 경우에 適用시켜 보면 p/$p_0$가 0.8에 이를때까지 理論値와 實驗値가 잘 一致함을 볼 수 있다. 이 두 경우에 있어서 n = 3이라 놓으면 理論値와 實驗値가 가장 잘 一致하므로 이로부터 吸着된 分子들이 아마도 密集方式으로 쌓이게 되는 것이라 結論지울 수 있다. In this paper we propose a new theory of multilayer physical adsorption based on the view that a second or higher layer molecule will be adsorbed above the center of a square or triangular array of molecules, rather than on top of molecules themselves, in the next lower layer and the corresponding adsorption isotherm is derived. The derived isotherm contains three adjustable parameters; $v_m$ (monolayer capacity), q/$q_1$ (ratio of the molecular partition function for the second or higher layer vs. that for the first layer) and n (a parameter characterizing the piling pattern of adsorbed molecules). When applied to adsorption of argon on "Carbolac" carbon and nitrogen on Linde silica, excellent agreements between observed and calculated values are obtained up to p/$p_0$ = 0.8. In both cases n = 3 gives the best fit and this probably indicates that adsorbed molecules are piled up in a closest packing pattern.

Application of a New Theory of Multilayer Physical Adsorption to the Study of Adsorption of Gases

장세헌,이조웅,박형석,한상화,Seihun Chang,Jo W. Lee,Hyungsuk Pak,Sang Hwa Han Korean Chemical Society 1978 대한화학회지 Vol.22 No.2

In this paper a modified version of the theory of multilayer phsyical adsorption developed previously by the authors is presented. This new theory is applied to various adsorbent-adsorbate systems and excellent agreements between theoretical results and the observed data are obtained for Type Ⅱ and Type Ⅲ adsorption. In addition, the Type Ⅰ isotherm, which was not accounted for previously, can also be explained in terms of the newly derived isotherm. It is conjectured that two parameters involved in this theory, q/q1 and a, are somehow related to the heat of adsorption. 이 論文에서는 著者들이 앞서 發展시킨 多分子層物理吸着理論을 修正하여 새로운 吸着理論을 提案하였다. 이 새로운 理論을 여러가지 adsorbent-adsorbate 系에 適用시켜 본 결과 Type Ⅱ와 Type Ⅲ 吸着의 경우에는 理論置와 實驗置가 잘 一致하였다. 뿐만 아니라 이미 발표한 理論으로써는 설명할 수 없었던 Type Ⅰ 吸着等溫式도 새로운 理論으로는 說明할 수 있었다. 이 理論에 包含되어 있는 두 parameter q/q1과 a는 吸着熱과 어떤 關聯性이 있는 것으로 推測된다.

액체 할로겐의 구조에 관하여

박형석,장세헌,Hyungsuk Park,Seihun Chang 대한화학회 1963 대한화학회지 Vol.7 No.2

The partition function of liquid halogens is developed applying the significant liquid structure theory proposed by H. Eyring and co-workers. The parameters in the partition function are determined by triple point technique which was proposed by the authors in the previous paper, and also the thermodynamic properties and the surface tension are calculated by the method therein.

액체의 구조에 관하여 -새로운 Parameter 결정법-

박형석,장세헌,Hyungsuk Park,Seihun Chang 대한화학회 1963 대한화학회지 Vol.7 No.2

The new method to determine the parameters in the liquid partition function of H. Eyring and co-workers is proposed, in which method the equilibrium condition of the three phases and the boundary condition of the liquid partition function at the triple point are used. The calculated thermodynamic properties using the new determined parameters are agreed well with the observed values.