불순물

Impurity
기타 용도는 불순물(명료화)을 참조하십시오.

화학 및 재료 과학에서 불순물은 제한된 양의 액체, 가스 또는 고체 안에 있는 화학 물질로, 재료 또는 [1]화합물의 화학 성분과 다릅니다.첫째, 순수 화학물질은 적어도 하나의 화학상에서는 열역학적으로 나타나야 하며, 그 1성분상도에 의해서도 특징지을 수 있다.둘째, 실질적으로 순수한 화학물질은 균질하다는 것을 증명해야 한다(즉, 광범위한 연속 분석 화학 절차를 거친 후에는 성질이 변화하지 않는다).완벽한 순수한 화학물질은 추가적인 분리 및 정화를 위한 모든 시도와 테스트를 통과할 것입니다.세 번째로 공통의 화학적 정의에 초점을 맞추고 있습니다다른 화학종의 흔적을 포함해서는 안 됩니다실제로는 100% 순수 화학성분이 존재하지 않는다.왜냐하면 항상 미세한 오염이 존재하기 때문이다.실제로 분석 화학의 검출 한계가 감소함에 따라 검출된 불순물의 수가 [2]증가하는 경향이 있다.

불순물은 화학제품 또는 시판제품의 합성 중에 자연적으로 발생하거나 첨가된다.제조 중에 불순물은 의도적, 우발적, 필연적 또는 우발적으로 물질에 첨가될 수 있다.

물질의 불순물 수준은 일반적으로 상대적인 용어로 정의된다.제조된 제품에서 다양한 불순물의 허용 수준을 정의하려는 다양한 조직에 의해 표준이 수립되었습니다.엄밀히 말하면, 물질의 순도 수준은 다른 물질보다 어느 정도 순수하다고 밖에 말할 수 없습니다.

파괴 불순물

불순물이 재료의 작동 특성을 방해할 경우 파괴적일 수 있습니다.예를 들어 금속의 재와 파편, 백지의 잎 조각 등이 있습니다.불순물 제거는 보통 화학적으로 이루어집니다.예를 들어 철을 제조할 때 용광로에 탄산칼슘을 첨가하여 철광석 중 이산화규소를 제거한다.존 정련은 반도체의 정화를 위해 경제적으로 중요한 방법이다.

그러나 물리적인 방법으로 불순물을 제거할 수 있다.물과 소금의 혼합물은 증류로 분리할 수 있으며, 물은 증류액, 소금은 고체 잔류물로 분리할 수 있다.불순물은 보통 액체나 기체에서 물리적으로 제거된다.금속 광석에서 모래 입자를 제거하는 것은 고형물의 한 예입니다.

어떤 방법을 사용하든 불순물을 재료에서 완전히 분리하는 것은 보통 불가능합니다.불순물을 완전히 제거하는 것이 불가능한 이유는 열역학적 성질에 있으며 열역학 제2법칙에 의해 예측된다.불순물을 완전히 제거하는 것은 불순물의 농도를 0으로 낮춘다는 것을 의미한다.이것은 열역학 제2법칙에서 예측한 바와 같이 무한한 양의 작업과 에너지를 필요로 할 것이다.기술자가 할 수 있는 일은 재료의 순도를 가능한 한 100% 가까이 또는 경제적으로 실현 가능한 수준으로 높이는 것입니다.

의약품과 치료제의 불순물은 특별한 관심사이며 지난 20년 동안 불안정한 성분과 잘못된 복용 형태에서부터 의도적으로 강화된 의약품과 우발적인 [2]오염에 이르기까지 상당히 많은 스캔들을 목격했다.

불순물 및 핵생성

불순한 액체가 녹는점까지 냉각되면 상전이 중인 액체는 불순물 주변에서 결정화되어 결정성 고체가 된다.불순물이 없으면 순수하다고 하며 고체가 되지 않고 녹는점 이하로 과냉각할 수 있다.이것은 액체가 주위에 응축할 것이 없기 때문에 고체가 자연적인 결정성 고체를 형성할 수 없기 때문에 발생합니다.고체는 결국 동적 구속이나 유리 전환이 일어나면 형성되지만 구조 내에 장거리 질서가 없기 때문에 비정질 고체(대신 유리)로 형성됩니다.

불순물은 다른 상전이의 핵 형성에 중요한 역할을 한다.예를 들어, 이물질의 존재는 금속 합금의 기계적 특성과 자기적 특성에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.구리 속의 철 원자는 전도 전자가 불순물 원자와 자기 결합 상태를 형성하는 유명한 곤도 효과를 일으킵니다.초전도체의 자기 불순물은 소용돌이 결함의 발생 장소 역할을 할 수 있다.점결함은 강자석 내에서 역방향 도메인을 형성하여 강자석의 보자기력에 극적으로 영향을 미칠 수 있다.일반적으로 불순물은 새로운 위상의 유한 크기 도메인을 만드는 에너지 비용이 점결함에서 낮기 때문에 상전이의 개시점이 될 수 있다.새로운 단계의 핵이 안정되려면 임계 크기에 도달해야 한다.이 임계값 크기는 불순물 사이트에서 더 낮은 경우가 많습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Impurity definition".{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  2. ^ a b Abdin, Ahmad Yaman; Yeboah, Prince; Jacob, Claus (January 2020). "Chemical Impurities: An Epistemological Riddle with Serious Side Effects". International Journal of Environmental Research and Public Health. 17 (3): 1030. doi:10.3390/ijerph17031030. PMC 7038150. PMID 32041209.
  • 룽먼 영한 화학사전, 홍콩, 1997.
  • Cheng, E. et al., Chemistry – A Modern View, 홍콩 Aristo-Wilson, 2004년