공업화학
덤프버전 :
분류
1. 개요[편집]
工業化學 / Industrial chemistry
화학공학의 일부분으로 5, 9급 화공직 공무원과 화공기사에 출제되는 과목. 크게 유기공업화학과 무기공업화학으로 나눈다.
화학공학과와 별개로, 공업화학과가 따로 개설되어 있는 대학은 충북대학교와 부경대학교가 있다.
2. 유기공업화학[편집]
- 효소 (enzyme): 생물체의 세포 안에서 만들어지며 생물체의 반응에 촉매로 작용한다.
2.1. 유기합성공업[편집]
원료, 단위반응이 관심사가 된다. 9급이나 화공기사에서는 어떤 반응물이 반응하여 어떤 생성물질이 얻어지는지 알아야 하고, 5급에서는 그 화학반응식을 쓸 수 있어야 한다.
3차 알코올은 케톤(ketone) 화합물이 Grignard 시약(RMgX)과 반응하여 얻어진다.
중합반응 중에서는 축합반응이 있다. 축합반응은 단위체들이 결합할 때 물과 같은 간단한 분자들이 떨어져 나가면서 중합체를 형성하는 것을 말한다.
2.2. 석유화학공업[편집]
천연가스, 석유정제, 합성수지 원료 등을 다룬다.
석유의 전화 (conversion) 과정에서는 cracking, reforming 등의 방법이 사용된다.
- 크래킹은 중질유의 분해에 의해 가솔린을 만드는 기술이다.
- 리포밍은 옥탄가를 높이는 석유 전화 기술이다. 가솔린의 수요 증가에 따라 원료유로부터 고옥탄가 가솔린 생산량을 증가시키기 위하여 석유개질법이 발전되어 왔다. 구체적인 방식은 나프텐계 탄화수소를 방향족 탄화수소로 변환시켜 이루어진다.
옥탄가(octane number)의 기준물질은 n-Heptane(0), 2,2,4-Trimethylpentane(100)이다.
2.3. 고분자공업[편집]
- 천연섬유와 합성섬유
- 천연섬유: 양모(羊毛) 등
- 합성섬유: 폴리에스터, 아크릴섬유, 나일론 등
- 열가소성 수지와 열경화성 수지
- 열경화성 수지: 페놀수지 등
- 열가소성 수지: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터 등
3. 무기공업화학[편집]
3.1. 환경공학[편집]
공업화학에서는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 폐기물 처리, 소음/진동 등 환경오염 전반을 다룬다. 이 때문에 지구 온난화, 온실효과, 오존층 파괴, 산성비 등 오염 현상을 다룬다. 거기다가 원료공기, 공업용수 등 원료라든지 해수 담수화 등 수처리 공정도 다룬다.
1997.12. 교토의정서에서 규정한 온실가스 규제 대상으로는 메탄 (CH4), 아산화 질소 (N2O), 육플루오르화황 (SF6) 등이 있다.
3.2. 산 및 알칼리공업[편집]
황산, 질산, 염산, 인산, 제염, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 암모니아, 비료, 무기약품공업 등이 주된 초점이 된다.
탄산나트륨은 염화나트륨 (NaCl)의 포화 수용액에 암모니아와 이산화탄소를 반응물질로 사용해서 제조한다.
3.2.1. 비료공업[편집]
비료의 3요소는 N, K, P (질소, 칼륨, 인) 이다.
비료를 성분별로 나누면 질소질 비료, 칼륨 비료, 인 비료 등으로 나눌 수 있다.
- 질소질 비료
- 요소: 질소분을 46% 함유하고 있으며 비료 효과가 크다는 장점이 있다. 하지만 흡습성이 크다는 단점이 있다. 암모니아와 이산화탄소를 고온 고압에서 반응시켜 얻으며, 물에 녹으면 염기성을 나타낸다.
3.3. 전기화학공업[편집]
1차 전지, 2차 전지, 연료전지, 부식과 방식 등에 대해 출제된다.
전기 화학 반응은 전극의 표면 근처에서만 가능하다. 반응 속도는 전류에 비례한다. 전극 전위는 전극 내 전자의 에너지를 의미한다. 전류와 전극 전위를 동시에 조절할 수는 없다.
연료전지는 내연기관에 비해 전환 효율이 매우 높다. 일반적으로 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시키는데, 이 경우 산화전극에는 수소가 사용되고 환원전극에는 산소가 사용된다. 고온형 연료전지에서 전해질로는 탄산염, 세라믹산화물 등이 쓰인다.
3.4. 금속공업, 촉매[편집]
금속의 제련과 제품, 촉매에 대해 다룬다.
3.5. 반도체 및 전자재료[편집]
- 전자재료로는 란탄족 원소들이 희토류로 많이 쓰인다.
3.6. 무기정밀화학공업[편집]
제올라이트, 활성탄, 형광체, 디스플레이, 실리콘 등이 이에 해당한다.
- 제올라이트 (zeolite) 중 ZSM-5는 흡착제, 촉매 및 세제 원료로 널리 사용된다. 규소, 알루미늄, 산소 등으로 구성되어 있다.
3.7. 세라믹스 공업[편집]
유리, 시멘트, 도자기, 내화물, 단열재, 기능성 세라믹스 등이 이에 해당한다.
3.8. 핵[편집]
원자력공학을 극히 일부 다룬다.
3.9. 분석[편집]
나노 테크놀로지, 분석에 대해 극히 일부 다룬다.
이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-11-13 11:32:05에 나무위키 공업화학 문서에서 가져왔습니다.