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전용석 (Yongseok Jun)
  • 2025. 5. 10.

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학습
트랜스크립트
00:00안녕하세요. 이번에는 솔리드 게스 인터페이스에 대한 얘기를 해보도록 하겠습니다.
00:12솔리드 게스는 우리가 흔히 보는 시스템이기도 해요.
00:18여러분 주위를 돌아보면 모든 표면이 다 공기랑 접혀있고
00:22이건 솔리드 게스 인터페이스라고 할 수 있겠습니다.
00:25그 전에 우리가 리퀴드 리퀴드 인터페이스라거나 어떻게 보면 리퀴드 게스 인터페이스에 대한 것들을 쭉 봐왔는데
00:35이번에는 그냥 솔리드로만 보니까 솔리드하고 리퀴드하고 다른 점은 제가 리퀴드 할 때도 잠깐 말씀드렸지만
00:45리퀴드는 움직일 수 있다. 액체는 움직일 수 있지만 고체는 그럴 수가 없죠.
00:53그래서 앞에 보면 렌즈 형태의 모양으로 이렇게 뭔가가 떠 있을 수 있게끔 되는 것은 사실 액체에서 가능한 일이지
01:01이게 고체에서 가능한 일은 아닙니다.
01:04그래서 고체에서는 어떻게 바뀌는가에 대한 얘기들을 지금부터 한번 살펴보도록 하겠습니다.
01:11이 어드소프션이라고 하는 단어, 이거 우리 투에 해당한다라고 한번 정의를 내렸고
01:18그 다음에 이제 투는 토워드, 어디어디에게 뭐 이런 얘기라고 했으니까
01:23거기에 가서 붙는 거, 이번에는 게스가 가서 붙는 건데
01:27그리고 이제 베이퍼러스 온 솔리드 이런 애들이 이제 붙는 애들 어떻게
01:34그러면 게스하고 베이퍼는 어떻게 다를까? 이것도 이제 사실 궁금한 것 같고요.
01:44VS 베이퍼 그리고 이제 그 얘기하기 전에 몇 가지 정의를 내린다고 합니다.
01:52우리가 이제 솔리드, 게스 인터페이스를 얘기할 때
01:57기본적으로 그 솔리드를 어드소벤트라고 얘기한다.
02:03뭔가가 이제 붙었을 때 그 붙는 그 지지체, 걔를 어드소벤트라고 얘기를 하고
02:10그리고 거기에 붙어있는 붙은 이 게스나 베이퍼를 어드소베이트라고 한다.
02:17이제 그림으로 그린다면 얘가 이렇게 얘가 있으면 이게 어드소벤트가 되는 거고
02:25여기 뭐 이제 기체가 하나 와서 이렇게 붙는다면 얘가 어드소베이트가 된다.
02:32그 다음에 이제 여기에 상관없이 이렇게 멀리 따로 있는 애들 이해해 가지고
02:37이제 어드소베티브라고 이제 부른다고 얘기하는 건데
02:40사실 어드소베티브에 대한 얘기는 아마 이 정의에서만 나오고
02:45뒤에 더 제가 못 봤던 것 같아요.
02:47그래도 혹시 뭐 나오면 제가 또 거짓말 장애가 되면 안 되니까
02:50일단 어드소베티브에 대한 얘기들은 있긴 하지만
02:54이거 저 별로 이제 기억을 못하겠고
02:58어쨌든 요 두 개만 하면 뒤에 말들을 충분히 다 이해할 수 있을 거라고 생각하고 있습니다.
03:05물론 저는 이제 시험 문제에 뭐 어드소베이트가 뭐냐
03:09뭐 이런 문제를 내지는 않는다는 거 여러분들 다 이제 아셨을 것 같고
03:14이 이해를 돕는 단어들인 거지
03:17이 단어에 얽매여 가지고 다른 걸 못 보면 안 되잖아요.
03:21그래서 이게 어드소베이트 논문 같은 데서 나오면
03:25그때 다시 이거 와서 찾아봐도 되는 거지 이걸 이걸 못하는 그런 건 아니니까
03:32그래서 저는 이제 이런 걸 가지고 여러분들이 분자들의 세계랑
03:38이런 것들을 좀 이해했으면 좋겠는 거지
03:39이 단어들에 얽매여서 이러진 않았으면 좋겠다.
03:43그렇지만 위에 써 있는 말들을 이해하려면 단어의 정의를 알아야 이해가 되겠죠.
03:48그러니까 여기를 이해하는 동안에는 뭐 이해 알고 있고
03:53그 다음에 제가 또 시험 문제에 꼭 이 문제를 낸 건 아닌데
03:57어드소베이트나 어드소베번트라는 단어가 들어가 있으면
04:00그게 좀 뭔지는 알아야 또 문제를 풀 수 있을 거 아니에요.
04:05물론 제가 이런 단어를 외우지 말라고 했기 때문에
04:09필요하면 이 그림을 줍니다. 그게 굉장히 중요한 포인트라면
04:15그리고 이제 일단 계속 봅시다.
04:19It is possible that uniform adsorption into the bulk of the solid might also take place.
04:27It is possible 이래요.
04:30유니폼하게 어드소프션 벌크
04:32유니폼하게 어드소프션 된 게 뭔지 잘 모르겠는데
04:36예를 들어 휴지가 이렇게 물을 쭉 흡수한다고 한다면
04:41그건 좀 전체적으로 골고루 물이 들어오는 것 같으니까
04:44약간 유니폼하게 들어간다고 할 수 있겠고
04:48그 다음에 그 안에 휴지의 그 성글성글한 그 구조 안에 보면
04:55물들이 그 표면을 골고루 적시고 있다.
04:58뭐 이런 정도로 이제 알겠죠.
05:01그리고 어드소프션과 업소프션은 또 뭘까요?
05:05어드소프션 얘기 나왔고
05:07여기 업소프션에 대한 얘기
05:09업소프션은 흔히 흡수하는 얘기고
05:13그 흡수하는 것들이
05:15그리고 이제 어드소프션이랑 업소프션은
05:19cannot always be distinguished experimentally
05:22그러니까 업소프션은 뭔가 이렇게 스폰지 같은 걸로
05:25쭉 흡수되어 들어가는 게 업소프션이고
05:28어드소프션은 어디에 거기 표면에 가서 붙는 건데
05:32사실 업소프션에 대한 개념을 잘 생각해 보면
05:36업소프션이 일어나기 위해서는 어드소프션이 필수적이다.
05:40어드소프션 그 뭔가 이렇게 내부적인 조직들을 이렇게 보면
05:48얘네들이 이렇게 다 이렇게 붙어 이렇게 있을 거 아니에요.
05:51여기에 이제 물기들이 쭉 이렇게 쌓이는 거겠죠.
05:55이거 하나하나를 어드소프션이라고 얘기를 하고
05:58이 뭉치를 전부랑 뭉쳐서
06:01업소프션이라고 얘기하는 거죠.
06:03우리가 일반적으로는.
06:05그래서 어드소프션과 업소프션은 사실
06:08개념이 크게 다른 것인가 이렇게 생각할 수 있겠고
06:14여기서도 얘기하는 것처럼 experimentally 분리하는 건
06:18사실 그렇게 쉽지 않은 건 아니다.
06:20그리고 any solid is capable of absorbing a certain amount of gas.
06:26그러니까 모든 기체가 우리가 보고 있는 이런 고체가
06:30기본적으로는 표면에 웬만한 게스들을 적당량은 다 붙어 있다.
06:40얘가 그냥 컨택을 하고 이렇게 완전히 떨어져서
06:43왔다 갔다 하는 게 아니라
06:45그냥 일부는 완전히 붙어 있다는 겁니다.
06:48붙어 있다는 얘기는 그냥 붙어서 하염없이 기다리고 있는 거죠.
06:52얘가 물론 뭐 다른 애들이 오면서 탁 쳐가지고
06:56걔가 다시 떨어져 나가고 붙어 있고
06:58이런 것도 있을 수 있지만
07:00대체적으로 표면은 뭔가로 이렇게 항상 붙어 있다.
07:07라고 이제 얘기하고 있습니다.
07:09근데 그거를 좀 조절하는 거는 뭔가
07:12템퍼러처 물론 온도가 올라가면 우리 예측 가능하죠.
07:17온도가 올라가면 제가 이제 이 과목을 처음 시작하면서
07:21얘기했던 가장 중요한 내용 중에 하나가
07:23KT라는 에너지만큼 분자들은 받게 된다.
07:29오로지 템퍼러처로만 받는다.
07:32얘기했었잖아요.
07:32결국 템퍼러처에 해당하는 것들은
07:37자외선일 수도 있고
07:39에너지로 다 올 수 있으니까
07:42올 수 있는데
07:42기본적으로 걔가 갖고 있는 에너지는
07:45KT 내부적인 에너지는
07:48KT에 의해서 온도에서 결정한다.
07:51걔가 어느 정도의 에너지를 갖고 있는지도
07:52다 온도로 결정한다.
07:54걔가 빛을 안에 몸에 가두고 있고
07:57이럴 수는 없으니까
07:58어떤 분자가 갖고 있는 에너지는
08:00언제나 온도에 의해서 결정된다.
08:04이렇게 얘기할 수 있겠습니다.
08:06그리고 프레쉬 오브 더 개스에 의해서도
08:09어두소프션 되는 게 다르겠다라고 하는 겁니다.
08:13온도는 사실 좀 이해가 쉽게 되죠.
08:16왜냐하면
08:16둘이 얘기한 것처럼
08:19어떤 물질들이 키네틱 에너지를 많이 갖게 되면
08:23그만큼 빨리빨리 많이 움직이려고 하고
08:26어디 붙어 있으려고 하지 않게 되니까
08:28고체 위에 별로 안 붙어 있을 거다라고 생각을 하겠지만
08:31온도가 낮아지면
08:34상대적으로 더 많이 붙겠죠.
08:37그리고 프레셔
08:38프레셔는 게스를 꽉꽉 누르는 힘인 거잖아요.
08:41그러니까 많은 게스들이 들어 있어서
08:44그 안에서 막 억지로 움직여야 된다면
08:47걔네들은 가능하면
08:49자기 부피를 없앨 수 있는 방법은
08:51사실 어떻게 보면 고체에 가서 붙는 거니까
08:54고체에 가서 붙어 있을 가능성이 높게 되겠습니다.
08:58이렇게 보면 르샤틀리의 원리 뭐 이런 거죠.
09:00붙고 떨어지고
09:01압축했다? 더 많이 붙고
09:03그 다음에 이제
09:05압축해서 좀 풀어내면
09:07좀 많이 떨어져 나오고
09:09이런 거겠죠.
09:11그리고 이제 더 이펙티브
09:13서피스의 에어리어보다 솔리드에 의해서도
09:16얼마나 많이 붙는지가 결정당입니다.
09:18실제로 뭐 이렇게 표면인 거 같아 보였는데도
09:23뭐 이렇게 이렇게 돼 있으면
09:25사실 이 안으로 들어가는 거는
09:26뭐 쉽지 않을 수 있으니까
09:28근데 이제 깼으면 사실 많이 들어가겠죠.
09:31그럼에도 불구하고
09:32베이퍼 같은 것들은
09:34이 앞에서 이렇게 막 응축돼가지고
09:36여기를 막아버리고
09:37안에 못 들어가게끔 하는
09:38그런 경우도 있으니까
09:40그래서 이제 실질적인
09:42서피스가 어떻게 되는가
09:44그리고 그냥 네모난 서피스 안에도 보면
09:47이 안이 뭐 그냥 플랫하냐
09:50아니면 이렇게 돼 있느냐에 따라서
09:53사실 표면적이 확 다르잖아요.
09:55이런 표면적을 넓히려고 시도했던 사람들이 보면
09:58결국은 이제 초창기 보면
10:01이게 이제 1970년대
10:04결국 그러다가 보면
10:051980년대인가 90년대인가
10:08그 스위스의 그레젤이라고 하는 교수가
10:11그 TI-O2를 나노입자화 시키고
10:14걔네다 그 표면에 염료를 붙여갖고
10:17만든 태양전지가
10:18염료감형 태양전지잖아요.
10:20근데 그 나노화 시킨 거 가지고
10:23그냥 TI-O2를 초매로 쓰는 경우도 있었으니까
10:28그러니까 실제로 이 표면이
10:31이렇게 되어 있다고 해도
10:32이게 염료감형 태양전지 1제곱센티미터짜리
10:35이렇게 만든다고 치면
10:36얘가 나노입자가 뭐 한
10:38뭐 한 6에서 8마이크로미터
10:41또는 많게는 한 10마이크로미터까지 올리는데요.
10:44두께가 표면에서부터 이 두께가
10:47한 10마이크로미터라고 쳐봅시다.
10:5010마이크로미터 이제 여기 한
10:5120, 30나노미터짜리
10:53이제 이 안에 파티칼이
10:54차지 들어있을 텐데
10:55이렇게 만들어진
10:57이 전극의 표면적은
11:01거의 운동장만 하다고 얘기를 했어요.
11:03그러니까 그렇게 운동장만 한 표면적을 갖는 경우도 있을 수 있어서
11:10이 팩티브 서피스가 중요하다.
11:13이렇게 얘기를 하겠죠.
11:15그렇게 되어 있으면 그만큼 많은 표면을 갖게 되고
11:19많은 표면에 뭔가를 붙여 놓는다면
11:22나중에 필요할 때 그만큼 많은 것들을 꺼내놓을 수도 있는 거잖아요.
11:26그러니까 이런 나노 입자라든지
11:30나노 구조의 어떤 입체화 이런 것들은
11:34향후에서도 에너지 댄서티를 높이거나
11:37그런 것들을 제어하는 데 있어서
11:39굉장히 중요한 역할을 한다고 할 수 있겠습니다.
11:45이제 다음 페이지가 왔는데요.
11:46혹시 앞에 있던 단어들 기억하시나요?
11:48어드소 베이트
11:49그 다음에 어드소 번트
11:52요게 뭐였어요?
11:54어드소 번트였고요.
11:58요게 여기 붙어 있어야 되죠.
12:01붙어 있는 게 어드소 베이트였습니다.
12:05따로 떨어져 있는 건 어드소프티브였는데
12:07별로 신경 안 써도 될 것 같고
12:09그래서 이제 어떤 특정한 온도에서
12:12이클리비리엄 어마운트 오브 게스
12:15어디에 붙는 이 어드소 베이트의 양은
12:19프레셔 오브 게스 이거랑 프레셔랑
12:23그러니까 여기 지금 템퍼라치도
12:24아까 중요하다고 했는데
12:26표면적은 사실 우리가
12:27처음에 일부러 그걸 바꾸려고 하는 건 아닐 테니까
12:30우리가 보통 A라는 소재를 만들면
12:34그 A의 소재의 표면적은 대체적으로 고정적이지
12:36우리가 이걸 가지고 얘를 변화시키면서
12:39뭔가를 하려고 노력하는 그런 실험들은 안 하잖아요.
12:43그러니까 물론 그게 중요한 실험일 수도 있긴 하지만
12:48지금 이런 상황에서 압력의 영역을 보려고 한다면
12:54굳이 우리가 표면적을 넓히거나 이런 시도를 해서는 안 되겠죠.
13:00그렇게 안 하고 이제 압력만 변화시켜 본답니다.
13:03압력을 높이면 지금 아까도 얘기한 것처럼
13:05더 많은 애들이 여기 와서 붙는다고 했죠.
13:07자기 높이를 없애고 붙어 있으면
13:10압력을 좀 낮출 수 있습니다.
13:13이렇게 그 다음에 이제 온도는 그냥 변화시키지 않는다고 했습니다.
13:19그렇게 되어 있는 그 릴레이션쉽
13:23이 릴레이션쉽을 뭐라고 부르는가
13:25adsorption iso-thumb 이라고 한답니다.
13:29이 단어들은 뒤에 이제 또 계속 나오니까
13:32어쨌든 뭐 adsorption iso-thumb 이든지
13:35iso-thumb 이든지 좀 요 단어 자체를 좀 잘 기억했으면 좋겠습니다.
13:40thumb은 열이라는 뜻이 되고요.
13:42iso-thumb 등, 등열 상태에서 등 온도에서
13:49adsorption이 어떻게 되고 있는가
13:52그걸 한번 보겠다는 거죠.
13:55adsorption이 일어나면 뭐가 줄어들어 나는데 한번 볼게요.
13:59imbalances of the attractive forces which exist at a surface.
14:05attractive force가 imbalances 하다.
14:11이런 것들이 어떤 표면에서 그리고
14:15surface free energy of heterogeneous system에서 다 낮춘다는 겁니다.
14:20adsorption이 일어나면
14:23adsorption은 기본적으로 adsorbit가 이렇게 와서
14:26붙어있는다고 친다면 이렇게 붙었다고 쳐봅시다.
14:31그러면 여기 붙기 전에 있는 여기 애들은
14:34얘는 attractive force에 대한 imbalances
14:42attractive 뭐가 와서 이제 끌려야 되는 건데
14:48그러니까 지금 보면 adsorbit가 여기 뭐 잔뜩 있다고 쳐봅시다.
14:52얘랑 네모가 똑같은 애겠죠.
14:55그러니까 얘하고 이 솔리드하고 얘하고는 지금
14:58헤테로지니어스한 시스템이잖아요.
15:01서로 다른 시스템이니까
15:02얘가 여기 붙고 나면 얘랑 얘랑은
15:05homo지니어스 시스템이 되죠.
15:07이제 얘로 다 바뀌어지고 나면
15:09그러니까
15:11imbalances 기존에
15:15이 adsorbit하고 adsorbit 사이에
15:19attractive force 자체가 사실 imbalances 한 거잖아요.
15:24그게 이제 좀 줄어들게 된다.
15:26이제는 좀 예측 가능하다.
15:28얘와 얘의 인터렉션으로 바뀌는 거니까
15:31그런 내용들이 이제 좀 되고요.
15:34그 다음에 이제 서비스 프리 에너지도 상대적으로
15:37헤테로지니스 시스템에서보다는 낮아지게 된다.
15:43메인 디퍼런스는
15:46솔리드와 리퀴드 인터페이스
15:48앞장에서 배웠던 이 두 가지의 가장 큰 차이점이라고 한다면
15:54솔리드 인터페이스가 헤테로지니어스하고
15:57그 다음에 액티버티에서도 지금 보면
16:01여기 다 헤테로지니어스 잖아요.
16:03반면에 이제 액체에서는
16:07뭐 유기소재가 사실 약간 헤테로지니어스 한 부분도
16:11없지 않아 있긴 한데
16:13그래도 상대적으로 좀 덜 헤테로지니어스 하다라고 볼 수 있겠고
16:18그 다음에 이제
16:21기본적인 어떤 그
16:24기본 환경에 좀 더 이렇게 좀 의존적이다
16:29라고 하는 그런 것들이 있답니다.
16:32이런 내용들은 뒤에서 좀 천천히 좀 더 살펴보도록 하겠습니다.
16:38이게 이제 어떻게 보면 좀 중요한 내용인데요.
16:41이게 한번 좀 볼게요.
16:43피지컬 어드스 옵션 그리고 케미스 옵션 두 가지를 보겠다고 합니다.
16:48그러니까 물리적으로 뭔가가 붙는 거
16:50사실 물리적으로 뭔가 붙는 게 훨씬 더 많을 수 있겠습니다.
16:55우리 주변에 보이는 모든 표면에
16:57여기 뭐 이제 사실 공기 중에는 질소도 있고
17:00산소도 있고 하니까
17:02산소도 많이 붙어 있고 질소도 많이 붙어 있거든요.
17:06질소는 사실 거의 반응을 안 하니까
17:08벼면에 그냥 붙어 있다가 떨어졌다가 하는
17:10요거는 거의 확실하게 피지컬 어드스 옵션에 해당하는데요.
17:15산소 같은 거는 이 카본 카본 이런 유기분자들을
17:19살을 끊고 들어갈 수도 있거든요.
17:21그래서 표면을 굉장히 좀 산화시킵니다.
17:24예를 들어 뭐 사과 같은 거 깎아 놓으면 가변 현상이라고 좀 갓색으로 약간 바뀌잖아요.
17:29그것도 보면 사과에 있는 성분들이 산소의 침투에 의해서 깨지고 상화되는 과정이라고 하거든요.
17:38그러니까 이제 그 사과가 원래 몸속에 들어가서 몸속에 있는 좀 뭐 몸에 있는 나쁜 산소 활성산소들을 잡아서 그렇게 바뀌어야 하는 것들이
17:50이제 먹기 전에 이미 그렇게 돼 버리니까 그거에 어떤 특성들을 좀 잃게 되는 거죠.
17:56하지만 뭐 사과가 지금 표면에 있는 가변 현상을 보이는 것은 조금이고 안에 있는 대부분은 아직 가변 현상이 일어나지 않았으니까
18:04여전히 뭐 사과를 먹는 것 자체가 뭐 독이 된다거나 이루어지는 않을 것으로 생각이 들어요.
18:13물론 이제 그 식품 전공에서 좀 다를 수 있는데 그냥 분자 입장에서는 제가 생각할 때는 그렇습니다.
18:22근데 이렇게 산소가 끼어 들어가는 거는 케미스 옵션이라고 불러요.
18:26기본적으로 우리가 물리적인 상태랑 화학적인 상태에 대한 것들은 다들 알고 계시잖아요.
18:33물리적인 상태는 뭔가가 가역적으로 되어있는 것.
18:38예를 들어 물이 증발했다가 수증기가 되지만 수증기 다시 곧 우리가 뭐 가만 놔두거나 온도를 조금 낮추면 물로 쉽게 돌아올 수 있잖아요.
18:48이건 사실 쉬운 거죠.
18:50물이 끓었다가 다시 움측됐다.
18:53이거는 아주 어려운 일이라고 생각할 수는 없겠습니다.
18:58하지만 종이를 태워서 재가 되어버린 거를 다시 종이로 만드는 거는 굉장히 어렵죠.
19:05그거는 케미스 옵션에 해당하는 겁니다.
19:07뭔가 화학 반응을 해서 우리가 쉽게 원래 상태로 되돌릴 수 없다면
19:12그러니까 물이 얼음이 됐다가 기체가 됐다 이런 것들은 다 물리적인 현상이라고 하지
19:17화학적인 현상이라고 부르지 않잖아요.
19:19화학적 현상은 다이나메터가 폭발했다거나 이런 게 이제 화학적인 현상인 겁니다.
19:28이런 두 가지를 표면에 붙는 거를 좀 구별해 보자 라고 하는 건데
19:34The force is involved in the adsorption of gases and vapor by solid may be non-specific 이라고 합니다.
19:42여기 보면 adsorption of gases of adsorption 이라고 했어요.
19:46adsorption은 이 중에서도 사실 physical adsorption 에 해당해요.
19:50physical property 에 그냥 가서 toward, 붙는 거 떨어지는 거니까.
19:55예를 들어 앞서 제가 얘기한 것처럼 휴지에 물이 흡수되는 것들은 또 놔두면
20:01다 증발 돼서 휴지의 모양을 갖추긴 해요.
20:04근데 이제 약간 쭈글쭈글해지긴 했지만
20:06그것도 뭐 다림질을 하거나 뭐 이런저런 일들을 하면 또 펼 수 있기도 하고
20:12그 안에서 만약에 그 뭐 이런 종이를 이루는 어떤 분자들의 모양이 변화됐거나
20:21그게 수소결합을 일으켜 가지고 다시 뭐 찌그러진 게 다시 돌아오지 않는다.
20:26이거는 확 변화일 수도 있겠죠.
20:29그러면 이제 러플리 크게 봤을 때 물이 붓고 떨어지고 하는 것들은 물리적인 현상들인데
20:36물리적인 현상은 반데르바이스 포스에 의해서 일어난다고 합니다.
20:41반데르바이스 포스는 굉장히 약한 포스죠.
20:45얼마나 크고 작은 건지에 대한 것들은 제가 뒤에 별도로 좀 자료를 준비했으니까
20:51그때 다시 얘기하도록 하고요.
20:54여기 또 나와요.
20:55가스 앤 베이퍼 이쯤에서 한번 얘기하고 지나갑시다.
20:59가스는 그냥 우리가 뭐 언제나 봐도 가스일 애들.
21:04예를 들어 공기 중에 있는 질소 산소 이건 가스라고 부르지
21:09누구도 베이퍼라고 얘기한 적은 없는 것 같아요.
21:12하지만 이 공기 중에 우리가 여전히 볼 수 없는 물 분자는 그거는 우리가 가스라고 불렀나요?
21:20그냥 수증기라고 부르지 않나요?
21:23근데 지금 눈에 보이지 않는 얘도 수증기라고 부르나요?
21:28좀 애매한 상황이 생겼어요.
21:30우리가 맨날 수증기라는 단어를 썼는데
21:33증발한 기체인가요?
21:37증기는 그런 겁니다.
21:40뭔가 액체나 이런 것들하고 이퀼리브리엄 상태에 있을 수 있는 애들은 증기라고 얘기를 하는 것 같아요.
21:50대체적으로 이 책에서도 뭐 베이퍼랑 가스를 두 개를 명확하게 구분할 수가 없다 이런 얘기도 좀 써 있거든요.
21:58그런 것들로 봤을 때 가스와 베이퍼를 굳이 단어에 대한 정의를 좀 이해하자면
22:10가스는 우리가 다루는 이 온도 그 상황에서 액체가 될 염려가 없는 애들.
22:21베이퍼는 그런 염려가 있는 애들.
22:24그쵸? 어쨌든 either way, do 어떤 경우에든지 간에
22:31지금 현재 얘네들의 상태는 뭐예요?
22:33기체입니다, 요즘. 그쵸? 기체에 해당하는 거고
22:37그 기체에 대한 고체의 어떤 attractive forces는
22:44그냥 반대를발스 포스 정도에 불과하다.
22:48이게 다다.
22:49그 다음에 chemicals option은 chemical bond에 해당한다 라고 얘기하는 겁니다.
22:54chemical bonding이 일어나면 그게 바로 chemicals option이니까
22:59결합은 실제로 떨어뜨리고 붙고 하는 게 그닥 쉽지는 않은데
23:05이거를 또 약간 가역적으로 떼 내는 경우가 있습니다.
23:08그것도 뒤에서 한번 볼게요.
23:11그래서 이제 이렇게 adsorption이 일어났을 때
23:14the gas molecule은 two dimensional motion으로
23:18그러니까 가스가 이렇게 adsorption에 가스가 바깥으로 날아다니다가
23:24얘는 x, y, z 측으로 다 움직일 수 있잖아요.
23:27얘가 여기 와서 딱 붙었다고 쳐 봅시다.
23:30그러면 여기서 이렇게 뭐
23:35그 여러분 손을 바닥에 딱 붙여 보면
23:39붙여 봤을 때도 그 손을 이렇게 나머지 윗부분도 이렇게 움직일 수 있잖아요.
23:43이 바닥에 딱 붙인 부분만 못 움직이겠죠.
23:47물론 얘가 병진 운동이나 이런 것들은 할 수가 없어요.
23:50하지만 그 어떤 두 방향 어떤 평면으로서의 몸을 움직이는 것들은
23:56여전히 가능하다고 할 수 있겠습니다.
24:00그러니까 two dimensional motion으로 이제 좀 제약이 된다.
24:03어떻게 보면 two dimensional도 매우 좋게 봤어.
24:06two dimensional이지 굉장히 여전히 어렵고
24:11이런 기체들이 phishing option으로 붙어 있으니까
24:15chemist option으로 붙어 있는 게 아니니까
24:19고체 표면에서 와 그렇게 움직일 수 있다.
24:21왔다 갔다 움직일 수 있다.
24:22다른 곳으로 이동할 수 있다라는 면에서
24:25two dimensional motion을 이제 얘기하는 겁니다.
24:28gas adoption processes are accompanied by a decrease in entropy.
24:35엔트로피가 줄어들었다 라고 하는 겁니다.
24:40그죠 느낌이 오죠.
24:41얘가 3차원적으로 막 움직이던 애가
24:44지금 두 차원에서 밖에 움직일 수 없는 상황이 되어버렸습니다.
24:49그래서 이제 그거 가지고 이걸 한번 보자는 거죠.
24:53델타 Z는 델타 Z만의 치 델타 S의 이거.
24:58지금 기체가 고체 표면에 와서 붙었어요.
25:03근데 우리가 붙이기 위해서 어떻게 했습니까?
25:07지금 이런 압력과 온도에서 자발적이죠.
25:10그러니까 저절로 일어난다는 겁니다.
25:13델타 Z가 음의 값을 가진다.
25:16맞죠?
25:19그 다음 얘기할 게 뭐겠어요?
25:23아까 보니까 엔트로피에 있어서 어떻대요?
25:27decrease 래요.
25:29그럼 델타 S가 decrease 이니까 음수네요.
25:31온도는 항상 양수고.
25:35그럼 이거 곱한 게 음수고 앞에 마이너스 있으니까 이 전체는 양수가 되어버려요.
25:44그럼 제가 무슨 얘기할지 알겠죠?
25:47델타 Z는 음수라야 되는데 뒷부분의 값이 양수이면 어떻게 해야만 얘가 음수일 수 있다?
25:57델타 H가 오른쪽에 있는 이 두 텀을 다 이기게끔 큰 음수라야 되는 거예요.
26:06그렇죠?
26:07그래서 여기 써 있습니다.
26:09이게 명백하다.
26:11델타 H의 adsorption은 음수라야 한다.
26:14즉 뭐다?
26:17발열반응이다.
26:19발열반응일 수 밖에 없다.
26:23adsorption of gases and vapors on solid is always the exosomic process다.
26:29항상 exosomic 발열반응이다.
26:36그래서 온도에 따라서 압력의 변화 뭐 이런 것들을 볼륨이 일정한 상태에서 이렇게 해보면 이게 클라이페룬 이퀘이션 뭐 이런 거거든요.
26:44이것도 이제 사실 어떻게 보면 물리화학 측에서 이렇게 막 증명하고 이러잖아요.
26:49이제 그건 우리 관심 없고.
26:52그래서 이 델타 H 값이 얼마인지 해당하는 것도 이렇게 다 계산할 수 있다고 해요.
26:57압력의 변화랑 온도 변화가 조금 조금 좁아지고 그거에 대해서 이분되는 값이랑 그 다음에 이제 rt제곱분의 1로 이제 플러스를 하면 기울기가 1가 되겠죠.
27:10그렇게 해서 구한다고 합니다.
27:13뭐 이거 자체를 어떻게 유도하는지 뭐 등등은 혹시 관심 있으시면 물리화학 책을 다시 한번 가서 보시고
27:19저는 에트킨스 책으로 배웠는데 그 책에 이 클라이페론 어쩌고에 대한 얘기가 굉장히 자세하게 써 있었던 것 같아요.
27:28그때는 뭔 소리 지도 모르고 그냥 열심히 외우고 시험 보고 어쩌고 했었는데 이게 이제 이런 곳에 쓰이는지 몰랐네요.
27:38그래서 이제 제가 앞서 얘기한 것처럼 도대체 이 에너지가 흡착되고 어쩌고 되는 거 하는 값은 어느 정도의 값에 해당하는가
27:49우리가 알고 있는 어떤 기준에 비해서 어떤가 이거를 이제 좀 알아두면 좋을 것 같은데요.
27:55그러니까 피지컬 어두스 옵션에 대한 값들을 여기 이제 이 페이지랑 다음 페이지 제가 좀 적어놨습니다.
28:02교과서에 나와 있는 건 사실 이 값이랑 이 값이 이제 소개되어 있어요.
28:06그러니까 나이트로젠이 그 어떤 금속 표면 철 금속 표면에 가서 붙는
28:14그러니까 이게 철 금속이라고 한다면 나이트로젠이 여기 와서 이렇게 붙는 일몰의 나이트로젠이 여기 와서 이제
28:20죄송합니다. 이중용은 아니고요. 이렇게 붙는 요 인터렉션 요거가
28:26마이너스 10킬로주울 퍼몰 이래요.
28:28근데 그 다음에 나이트로젠이 그 인밸런스 한 요 층들을 다 쌓고 나면
28:35그 위에서부터는 다시 나이트로젠 나이트로젠 인터렉션이잖아요.
28:40이거 이제 헤테로지니어스가 아니죠. 더 이상 호모지니어스한 상황이 되는데
28:44요 인터렉션 요 인터렉션은 바로 마이너스 5.7이고
28:50요 인터렉션 요 바닥에 있는 인터렉션은 마이너스 10 이랍니다.
28:55그러면 이 두 개의 값이 엄청나게 큰 차이를 나타내는 값인가 아니면
29:01그냥 대체적으로 비슷한 값인가 요거를 우리가 좀 알아야 이게 쉽게 구별을 될지 안 될지를 알 수 있잖아요.
29:12밑에 있는 값을 제가 몇 가지 좀 같이 알기 위해서 좀 보여드렸는데요.
29:17카본 카본 경우에는 한 350킬로주울 퍼몰 이랍니다.
29:21그러니까 이거 우리가 지금 10킬로주울 5킬로주울 뭐 이런거 얘기하고 있는데
29:25그거에 비해서 한 35배 이렇게 높은 거니깐 얘는 확연하게 차이가 나겠네요.
29:31그렇겠죠? CH는 400이나 되고
29:35그 다음에 HH 이게 이제 하이드로젠 본드에서 뽑아내는 에너지니까
29:40이게 좀 나름 크죠.
29:41그래서 우리가 하이드로젠 경제로 가려고 다들 준비하고 있는 거고
29:45요 값이 436이나 되는 거에 비해서
29:48우리가 보고 있는 20킬로주울 5킬로주울은 큰 차이가 보이진 않아요.
29:54일반적인 이 결합 에너지에 봤을 때
29:58그 다음에 이제 다음 페이지에 보면 제가
30:00이렇게 이거는 레티스 에너지인데
30:03레티스 에너지는 기체로 바뀌는 값까지 같이 포함하니깐
30:07실제로 이온을 잘라내는 데까지 드는 것들을 보면
30:11그거보다는 요거보다는 좀 적게 들 것 같긴 하지만
30:14어쨌든 1 플러스 1 마이너스의 쿨롱 인터랙션을 고민해 볼 때
30:20한 이정도 그러니까 카본 카본 결합이 좀 전에 한 348, 350정도 했으니까
30:272배 보다는 조금 많기도 하고
30:303배는 좀 안되기도 하지만
30:32그러니까 카본 카본 더블 본드가 아까 지금 CC 본드가 한 348 이었잖아요
30:38CC 이중 결합은 이거에 2배면 거의 700이 돼야 되는데
30:42그렇지 않거든요 한 600 얼마 거든요
30:44그리고 트리플 본드가 되면 이게 한 700에서 800 정도 됐던 걸로 기억을 해요
30:49800 얼마 그러면 걔랑 여기 나와 있는 3중 결합이 보면
30:56어떻게 보면 쿨롱 인터랙션 1가 1가 인터랙션의 값하고
31:02좀 유사하거나 이렇게 비교할 만한 거죠
31:05그리고 얘가 3가가 되면 예를 들어 그 밑에 보면
31:11칼슘 옥사이드 마그네슘 옥사이드 마그네슘 옥사이드
31:13이걸 보면 2가 2가 인데요 2 플러스 2 마이너스
31:17이거 곱하면 사실 2 2는 4 4 배가 되잖아요
31:20이쪽 값에 한 4배 정도가 되네요 그죠
31:24한 8 4 8에 32 이 정도니까
31:27어쨌든 이 값이 앞서 우리가 얘기한
31:32그 수소에 어떤 어즈옵션 에너지는
31:37그러니까 질소에 그런 거는
31:39한 10 마이너스 10 킬로주울 퍼모리니까
31:42이런 값에 비하면 형편없이 작은 값입니다
31:46그래서 기회를 칼로리 및 메트리 등등으로
31:51얼마나 자세하게 그걸 뽑아낼 수 있을지는 잘 모르겠어요
31:55그니까 어쨌든 그 정도 다 큰 값은 아니구나
32:01이런 생각이 들게 됐고요
32:03케미스 옵션은 지금 밑에 있는 이각들을 얘기하는 거겠죠
32:07이것들은 기본적으로 이제 좀 높은 값들이
32:11여기 나와 있긴 하지만
32:12산소가 들어가는 것들은
32:15뭐 조금 더 작기도 하고
32:17뭐 세기도 하고
32:18등등 여러 가지가 있어요
32:20그러니까 이건 좀 잘 보시면 좋을 것 같습니다
32:22여기 산소 있는 것도 있네요
32:23358 cc 보다 오히려 더 세지는 경향도 볼 수 있겠습니다
32:33그래서 이제 한번 아이소섬을 한번 예를 들어 보면
32:36여기 암모니아 원 차콜
32:38암모니아가 나왔네요
32:40암모니아 좀 사실 중요하죠
32:41이게 수소에 저장매체가 된다고 하잖아요
32:45그래서 차콜에 이런 거를 붙여 놓으면
32:47차콜 자체도 에너지원인데 거기다가 암모니아를 붙여 놨으니까
32:50얼마나 큰 에너지원이 되겠습니까
32:52이것들도 보면
32:53프레셔를
32:54이 10에 5승 파스칼에 대한 얘기인 거 같아요
32:58보시면
33:00같은 압력에서 온도를 낮추면 더 많은 양이 붙는다
33:11그리고 뭐 대체적으로 압력을 높이면 더 많이 붙는다
33:16이건 너무나 명백한 얘기잖아요
33:18근데 보니깐 온도를 낮췄을 때 확연히 좀 많이 붙네요
33:23그렇죠? 온도를 올리면 지금 여기 보시면
33:27이거 20도 차이고 이거 한 30도 차이고 50도 차이고
33:31뭐 여긴 좀 크네요
33:3370도 차인데
33:34이 온도 차이에 의해서
33:38이게 좀 확연히 보여질 정도로
33:41어두스옵션 되는 양들이 표시가 난다
33:45이렇게 얘기할 수 있겠습니다
33:47그리고 이제 피지컬 어두스옵션은
33:52이게 이제 굉장히 빠르대요
33:55물리적으로 붙는 것 자체는
33:57굉장히 좀 빨리 와서 붙입니다
33:59이게 제가 이렇게 표시했는데
34:01어떻게 보면
34:02물리적으로는 얘가
34:04약간 떠 있었다고 봐야지 맞겠죠
34:06이게 이제 물리적인 거고
34:07얘는 그냥 화학적으로 봐야 될 거 아니에요
34:10완전히 결합을 하고 있는 것처럼 보일 테니까
34:13이 디스턴스
34:15이 디스턴스의 차이가 이제 뒤에 그래프로 다시 한 번 표시가 됩니다
34:22액티베이션 에너지가 없대요
34:25이런 액티베이션 에너지가 없는 경우도 있구나라는 생각이 듭니다
34:30액티베이션 에너지는
34:33우리 화학에서는 웬만해선 액티베이션 에너지가 다 있는데
34:36또 옛날에 어느 교과서 보니까
34:40마이너스 액티베이션 에너지도 있더라고요
34:42이게 참 저는 머릿속으로 상상이 좀 안 됐는데
34:47어쨌든 뭐 그런 일도 있다고 합니다
34:49그리고 더 프로세스 이스레딜리 리버서블
34:52진짜 얘기했었죠
34:53다 얘기했던 것들을
34:54뭐 이렇게 서로 왔다 갔다 한다
34:57그 다음에 멀틸레이어 피지컬 어두스옵션은
34:59역시 가능하다
35:00물 철에다가 나이트로젠이 한 침 붙고
35:04그게 또 붙고 이게 뭐 가능하다 라고 하는 거고
35:08케미스 옵션은 좀 스피시픽 프로세스고
35:13리퀘이언 액티베이션 에너지가 요구된다
35:17이 차이가 이제 좀 큰 차이라고 하겠죠
35:20그리고 상대적으로 이제 케미컬 번드가 일어나야 되니까
35:23좀 물리적인 결합보다는 좀 느리고
35:26그 다음에 리버서업을 하지 않다
35:29이건 제가 앞서 얘기했던 것
35:30여태까지 얘기했던 것들이니까 궁금할 이유도 없고
35:34이해가 안되면 안됩니다
35:36이 그림을 여러분들 좀 잘 이해하시고
35:43혼자서 정리할 수 있어야 되는데요
35:45제가 이제 시험에 자주 내는 이 그림 중에 하나입니다
35:48한번 잘 보시고요
35:50제가 여기서 그냥 일단
36:00강의를 마치도록 하겠습니다
36:02이거 끝내고 여러분들 이 그림을 좀 자세하게 보시고
36:05제가 다음 강의에 이어서 설명을 할 테니까
36:08여러분들은 한 5분 정도 이 그림을 보고
36:11지금 어떤 그림인지 다 이해가 되면 좋겠습니다
36:15그리고 제 다음번 강의에서 여러분들이 생각한 것이
36:20맞는지 한번 좀 고민해 보시기 바랍니다
36:24감사합니다
36:25감사합니다
36:26감사합니다
36:27감사합니다