[화학공학실험] 초임계현상 및 용해도 실험 예비

소개글

초임계현상 및 용해도 실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험 방법 및 실험 순서
1) 초임계이산화탄소의 임계점 관찰
2) 용해도 관찰
5. 참고 문헌
6. 추론

본문내용

1. 실험 목적
① 이산화탄소를 이용하여 초임계현상을 직접 눈으로 관찰한다.
② 초임계이산화탄소 내에서 분산염료의 용해도 변화를 관찰한다.

2. 이론
- 초임계유체란
일반적으로 액체와 기체의 두 상태가 서로 분간할 수 없게 되는 임계상태에서의 온도와 이 때의 증기압을 임계점이라고 한다. 일반적으로 기체는 임계온도 이하로 온도를 내리지 않는 한 아무리 압력을 가하여도 액화되지 않는다. 따라서 초임계유체란 "임계 온도와 압력 이상에서 있는 유체"로 정의되며 기존의 용매 에서는 나타나지 않는 독특한 특징을 갖고 있다.
용매의 물성은 분자의 종류와 분자사이의 거리에 따라 결정되는 분자간 상호작용에 따라 결정된다. 따라서 액체 용매는 비압축성이기 때문에 분자간 거리는 거의 변화하지 않아 단일 용매로서는 커다란 물성의 변화를 기대하기 어렵다. 이에 비해 초임계 유체는 밀도를 이상기체에 가까운 희박상태에서부터 액체 밀도에 가까운 고 밀도 상태까지 연속적으로 변화시킬 수 있기 때문에 유체의 평형 물성 (용해도, entrainer 효과), 전달 물성 (점도, 확산계수, 열전도도) 뿐만 아니라 용매화 및 분자 clustering 상태를 조절할 수 있다. 따라서 이러한 물성 조절의 용이성을 반응과 분리 등의 공정에 이용하면 단일 용매로 여러 종류의 액체용매에 상응하는 용매 특성을 얻을 수 있다. 즉 압력과 온도를 변화시킴으로서 물성을 원하는 상태로 조율할 수 있다.
또한 상온에서 기체상태인 물질을 초임계 유체로 선정하는 경우에는 잔존 용매의 문제를 해결할 수 있으며, 이산화탄소와 같이 인체에 무해하고 환경오염에 미치는 영향이 적은 용매를 사용하게 되면 무독성, 환경친화성 공정개발이 가능하다. 특히 초임계 유체에서는 밀도 변화와 용매 분자의 집단화로 인하여 독특한 성질을 띄게 된다. 용질 주위의 국부 밀도 (local density)는 일괄 밀도 (bulk density)보다 훨씬 높다고 한다. 즉 용매 주위의 분자 수는 임계 압력 주위에서 상당히 변화한다고 알

참고 자료

없음