삼각도를 이용한 상평형도 예비

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목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
1) 상
2) 상평형도
3) 깁스의 상 규칙
4) 3성분계의 삼각도

3. 실험 방법
1) 실험 장치
2) 시약
3) 실험 방법

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
3성분계에서 상평형도를 이해하고 작성하며 임의의 조성에 해당하는 액체의 3성분계를 삼각도 상에 배열을 하는 법을 익힌다. 또한 1상 영역과 2상 영역을 구분하여 상경계점을 찾을 수 있도록 하며 맺음선(tie line)을 그리는 능력을 키운다. 3성분계(아세톤-톨루엔-증류수)의 상호용해도 관계를 알아본다.

2. 바탕 이론
1) 상
상이란 물리적인 성질로 다른 부분과 명확히 구별되는 물질의 부분을 하나의 상에 있다고 말한다. 기체상, 액체상, 고체상이 존재하고 하나의 상으로 이루어지는 균일계와 2개 이상의 상으로 이루어지는 불균일계로 나눌 수 있다.

2) 상평형도
상평형이란 2개 이상의 상이 공존하면서 평형을 이루고 있는 상태를 말한다. 상평형이 이루어지는 경계를 곡선으로 나타낸 것을 상평형도라고 한다. 일반적으로 단일성분계에서 온도에 대해 압력을 나타낸 것이다. 단일성분계에서 영역들 사이의 경계선은 두 상이 평형을 이루어 공존하는 선이다. 융해 곡선은 고체와 액체가 평형을 이루고 있고 승화 곡선은 고체와 기체가 평형을 이루고 있는 선이다. 두 상이 평형을 이루는 선의 경우 자유도가 2이다. 삼중점은 고체, 액체, 기세 3가지 상이 평형을 이루어 함께 존재하는 점이다. 이 점은 물질의 고유한 지점이기 때문에 자유도가 0이다. 임계점을 벗어나는 영역을 초임계 영역이라고 하며 이 영역에서는 액체와 기체를 구분 짓기 어렵다.

3성분계에서는 정삼각형 좌표계를 이용하는데 각 꼭지점의 경우 순수한 성분이며 한 변을 등분하여 각 성분의 조성을 읽을 수 있다.

3) 깁스의 상 규칙
자유도란 상의 종류와 수를 변화시키지 않고 서로 독립하여 그의 값을 바꿀 수 있는 변수의 수를 말한다. 평형상태인 닫힌 계의 상태는 온도, 압력, 조성의 3가지 세기 변수로 나타낼 수 있으며 자유도 F는 모든 변수의 합이 된다.

참고 자료

2018학년도 3학년 2학기 실험노트
1조 세미나 PPT
J. M. Smith, 화학공학 열역학 7판, 한티 미디어, 295-305p
임굉, 화학공학의 단위 조작, 내하출판사, 330-340p, 365-368p
Warren.L.McCabe, 단위조작 7판, McGraw hill, 655-656p
임경희, 열역학, 자유아카데미, 738-742p