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과학상식15

산과 염기 주어진 액체의 성질을 나타내는 방법 중 하나로 산성의 정도를 사용하게 되는데, pH라는 값으로 나타냅니다. 산성 또는 염기성의 정도는 H+의 농도로 평가합니다. 모든 수용액에는 H+와 OH+가 포함되어 있는데, 그 중 어느 쪽이 더 많은지에 따라 액체의 성질이 결정됩니다. 산성은 H+가 많은 경우이고, H+와 OH-의 양이 같은 경우는 중성, OH-가 많은 경우는 염기성이라고 합니다. pH를 정의하는 방법 pH는 수용액의 산성 또는 염기성을 나타내는 척도입니다. pH는 공식적으로 다음과 같이 정의됩니다: pH = -log[H+] 여기서 [H+]는 수용액 내의 수소 이온 농도를 나타냅니다. 즉, pH는 수소 이온 (H+)의 로그값에 음수를 취한 것입니다. pH의 범위는 0에서 14까지이며, 중성인 경우 p.. 2024. 2. 21.
중화 반응 (Neutralization) 염기와 산이 섞이면 서로의 성질이 상쇄되는 반응이 일어나게 되는데, 이를 중화 반응이라고 합니다. 산은 수소 이온 H+를 방출하는 것으로, 염기는 OH-를 방출하는 것으로 정의할 수 있습니다. 결국 산과 염기를 섞게 되면, H+와 OH-가 반응하여 물이 됩니다. 따라서, 중화 반응은 물이 생성되는 반응이라고 할 수 있습니다. 중화 적정을 통해 산 또는 염기의 정확한 농도를 알 수 있습니다. 이 밖에도 중화 반응은 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 산과 염기의 중화: 가장 기본적인 응용 중 하나로, 산과 염기를 중화하여 소금과 물을 생성합니다. 이는 일반적인 실험실에서 pH 조절에 사용되며, 중화 반응은 중요한 화학 반응 중 하나입니다. 산성 폐수 처리: 산성 폐수는 산성 물질이나 산성 산화물로 인해 환경.. 2024. 2. 21.
슈퍼문과 블루문 슈퍼문 달은 지구를 중심으로 타원형태의 궤도를 따라 공전합니다. 그래서, 지구로부터 달의 거리가 평균적으로 약 38만km 정도이지만, 상대적으로 멀어질 때도 있고, 가까워질 때도 있습니다. 슈퍼문은 달이 근지점에 있을 때의 보름달을 말합니다. 근지점은 달이 지구에 가장 가까운 위치입니다. 슈퍼문일 때 달은 평소보다 약 14% 크고, 30% 정도 밝게 보입니다. 슈퍼문은 사실 1년에 3-4번 정도 발생해서 드문 일은 아닙니다. 블루문 달은 지구를 약 29.5일의 주기로 공전하고 있는데, 그래서 일반적으로 한 달에 한 번, 정도 보름달을 볼 수 있게 됩니다. 블루문은 한달에 두 번 보름달이 뜨는 경우로, 대략 2년 8개월 마다 보름달이 두 번 뜨는 달이 생기게 됩니다. 블루문이 조금 더 드물긴 하지만, 역시.. 2023. 8. 23.
광학현미경을 이용한 다결정 금속을 관찰하는 원리 광학현미경은 오래 전부터 사용된 도구이지만, 다양한 종류가 있고, 재료공학의 관점에서는 여전히 중요하게 활용되고 있습니다. 광학 현미경의 종류 투과형 광학 현미경 (Transmission Optical Microscope): 시료를 투과시켜 관찰하는 형태로, 빛이 시료를 통과한 후 렌즈에 의해 촛점에 모이는 방식입니다. 주로 생물학적 샘플과 얇은 조직 슬라이드 등을 연구하는 데 사용됩니다. 반사형 광학 현미경 (Reflection Optical Microscope): 시료의 표면에서 반사된 빛을 이용하여 관찰하는 형태입니다. 주로 금속, 세라믹 및 다른 불투명한 물질의 미세구조를 연구하는 데 사용됩니다. 현미경-분광기 결합형 (Microscope-Spectrometer Combination): 현미경과 .. 2023. 5. 26.
브래그 법칙 (Bragg's law) 브래그 법칙은 X선, 전자 빔, 뉴트론 등과 같은 파동 형태의 입사선이 결정 구조에 반사될 때 나타나는 현상을 설명하는 법칙입니다. 브래그 법칙은 결정 구조 내에서 입사선과 반사선 사이의 각도와 반사파장 사이의 관계를 설명합니다. 이 법칙에 따르면, 입사선이 결정 구조에 도달하고 반사되는 경우, 입사각과 반사각 사이의 각도는 서로 같으며, 이 각도를 브래그 각 (Bragg angle)이라고 합니다. 이러한 각도에서 발생하는 반사는 간섭을 일으키며, 간섭패턴으로서 관찰됩니다. X선은 고에너지와 짧은 파장을 가진 전자기파입니다. 이 파장은 고체의 원자 간격과 유사한 크기입니다. X선 빔이 고체 물질에 충돌하면, 빔 경로 내에 있는 각 원자나 이온에 의해 전자들과 함께 일부 빔이 모든 방향으로 산란됩니다. 브.. 2023. 5. 22.
양자컴퓨팅 쉽게 이해하기 양자 컴퓨팅의 의미 양자컴퓨팅은 양자역학적인 현상을 활용하여 자료를 처리하는 계산 방식을 의미합니다. 양자 컴퓨터는 고전적인 컴퓨터와는 다르게 양자역학적인 현상을 이용하여 복잡한 계산을 수행할 수 있습니다. IBM Quantum은 양자 하드웨어 개발에서 글로벌 선두 주자입니다. Microsoft Azure에서도 양자 컴퓨팅에 대한 정보를 제공하고 있습니다. 양자 컴퓨터의 원리 양자 컴퓨터의 원리는 양자역학적인 현상을 이용하여 복잡한 계산을 수행하는 컴퓨터입니다. 기존의 디지털 컴퓨터가 0 또는 1의 비트(bit)를 이용하여 정보를 처리하는 반면, 양자 컴퓨터는 양자 비트(qubit)를 이용합니다. 양자 비트는 양자 역학의 원리를 이용하여 0과 1을 동시에 나타낼 수 있는 상태인 중첩 상태 (superpo.. 2023. 5. 12.
원자 모델의 역사 (atomic models) 원자 모델의 개발은 물리학 분야에서 중요한 연구 분야였습니다. 오랜 시간에 걸쳐 원자와 구성 입자의 특성을 설명하기 위해 여러 모델이 제안 되었습니다. 다음은 몇 가지 원자 모델에 대한 간략한 설명입니다. 톰슨 (Thomson) 원자 모델: 1897년 J.J. Thomson은 전자를 발견하였고, 이를 바탕으로 자신만의 원자 모형을 제안했습니다. 이 모델에 따르면 원자는 양전하를 띤 물질에 내장된 음전하를 띤 전자로 구성됩니다. 원자 전반에 걸쳐 양의 전기가 골고루 퍼져 있고, 전자가 곳곳에 음의 전기를 품고 박혀 있다고 생각하였고, 이는 마치 푸딩 속에 자두가 박혀 있는 것과 비슷하다고 하여 푸딩 모형이라고도 합니다. 러더퍼드 (Rutherford) 원자 모델: 1911년 어니스트 러더퍼드는 얇은 금박 .. 2023. 5. 6.
촉매 (catalyst)란? 촉매 (catalyst)란? 촉매는 그 자체로는 소모되지 않고 화학 반응의 속도를 증가시키는 물질입니다. 이는 반응이 일어나기 전과 후에 촉매가 화학적 조성에 변화가 없다는 것을 의미합니다.촉매는 고체로 존재할 수 있으며 반응물 분자는 상호 작용이 화학 반응성을 촉진하는 표면에 흡착됩니다.촉매는 활성화 에너지가 낮은 반응을 위한 대체 경로를 제공하여 반응물이 생성물을 더 쉽게 형성하도록 합니다. 촉매는 화학 반응의 효율성을 높이고 필요한 에너지의 양을 줄이기 위해 많은 산업 공정에서 사용할 수 있습니다. 촉매의 예 촉매의 한 가지 일반적인 예는 배기 가스에서 유해한 배출물을 줄이는 데 도움이 되는 자동차의 촉매 변환기입니다. 촉매는 고체, 액체, 기체 등 다양한 형태로 존재할 수 있으며 광범위한 화학 반.. 2023. 5. 6.
하이니켈 배터리란? 하이니켈 배터리란? 양극재에 들어가는 코발트의 비중을 낮추고, 대신 니켈 함량을 60~70%에서 80~90%로 크게 높인 배터리를 말합니다. 니켈 비중을 늘리면 에너지 밀도가 높아져 전기차 1회 충전 시 주행거리의 증가와 고출력의 전기차를 제조하는 것도 가능합니다. 리튬이온전지에서 가장 널리 사용되는 양극재인 리튬코발트산화물(LiCoO2)의 이론적 에너지 밀도에 비해 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(LiNiCoMnO2 또는 NCM) 및 리튬 니켈 망간 코발트 산화물(LiNiMnCoO2 또는 NMC)과 같은 하이 니켈 재료는 최대 250-300 mAh/g 정도 더 높은 이론적 에너지 밀도를 가지게 됩니다. 하이니켈 배터리의 단점 배터리업체들이 지금까지 하이니켈 배터리를 양산하지 않았던 것은 안전성 문제 때문.. 2023. 4. 23.

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