흡착 평형상수의 측정 예비

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 추론
6. 참고문헌

본문내용

2. 이론
2-1. 흡착
고체 또는 액체의 표면에 기체나 액체의 물질들이 달라붙어 경계면에서 농도가 증가하거나 감소하는 현상으로 특히 고체표면의 흡착현상은 그 원인에 따라 화학흡착과 물리흡착으로 나누며, 표면 또는 계면의 농도가 크게 될 때를 양성 흡착, 그 반대로 계면 쪽이 내부보다 성분 농도가 작아진 때를 음성 흡착이라 한다. 이 때 다량의 양성 흡착을 일으키는 물질을 흡착제라 하는데, 액체는 표면이 매끄러우므로 고체에 비하여 그 흡착력이 한정 되며, 고체는 잘게 나누어질 수 있고 흡착에 유리한 갈라지고 깨진 금들이 많이 있어서 액체보다 좋은 흡착제이다. 가장 좋은 흡착제는 아주 잘게 나누어지는 물질인데, 그런 물질은 그램당 1,000평방미터나 그 이상의 면적을 가진다. 가장 유용한 고체 흡착제 중에는 실리카겔(SiO2)과 활성탄이 있다. 이 물질들은 아주 잘게 나누어질 수 있어서 흡착할 수 있는 표면적이 아주 크다. 그 외에도 숯, 각종 금속의 산화물, 특히 활성알루미나·실리카·산화타이타늄 등과 벤토나이트·산성백토·규조토(珪藻土) 등의 천연적인 물질이 흡착제로 쓰인다.
흡착현상을 예로, 가열해서 깨끗해진 활성탄을 공기 중에 노출해두면 표면에 어떤 기체들이 응축되고 또 활성탄을 정제하지 않은 설탕액에 넣어두면 어떤 불순물들이 표면에 달라붙는 현상이 있다. 이것은 활성탄의 표면은 다공성이어서 다른 분자들이 표면에 쉽게 흡착되기 때문에 생기는 현상이다.
2-2. 물리 흡착
흡착질의 분자와 고체 표면 사이의 물리적 힘인 Van der Waals 힘 또는 dispersion force 에 의해 흡착이 생기는 경우를 물리흡착이라 한다. 온도를 높이거나 압력을 낮추면 쉽게 탈착이 가능한 가역과정으로, 흡착이 비고유하고 흡착되는 물질의 증발열에 비하여 작은 양의 열만이 나오는 경우이다. 물리흡착 때 발생하는 열은 그 흡착분자의 응축열보다 좀 높은 정도로, 물리흡착에서 나오는 열은 대체적으로 약 -20 kJ/mol 의 엔탈피 변화가 나타난다. 이 정도의 에너지로는 결합을 끊을 수가 없어 그 정체를 그대로 유지한다. 물리 흡착은 냉장고의 탈취 등 공기 중 냄새 성분 제거와 건조식품 보존용 건조제, 음료수로부터 이물질 및 냄새 제거, 정수장에서의 음용수 정화와 배수 및 하수의 방류 전 처리와 같이 보통 분리조작 등에 이용된다.

참고 자료

디스플레이 화학공학 실험, 도서출판 아진 (2007).
물리화학 Thomas Engel Philip Reid, Sience plus (2007).
물리화학실험 H.D. Crockford 외 3명, 탐구당 (1997).
흡착공학, 형설출판사.
두산백과.