침강분석에 의한 입자크기 측정실험

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
본 실험은 의 현탁액을 활용한 뉴턴 점도 유체 내에 입자의 침강 운동에 관한 실험으로, Andersen pipet을 활용하여 침강하는 입자의 시간에 따른 입자의 크기 와 분포를 파악하는 실험이다. 침수물체에 대한 중력, 항력, 부력과의 관계를 통해 입자의 종말 속도와 입자의 직경을 이론적을 계산할 수 있다. 추가적으로 실험을 통해 해당 시간을 기준으로 측정된 용액 내의 입자의 질량을 측정할 수 있고, 이를 활용하여 적산분포를 계산할 수 있다. 최종적으로 해당 시간 때 계산된 입자의 직경과 적산분포, 입자의 직경과 종말속도의 관계를 그래프를 통해 나타낼 수 있다.

2. 바탕 이론
1) 침강분석
침강분석이란, 중력과 원심력 등의 외력을 통해 분석하는 용액에 있는 물질의 분자량, 크기 또는 분리를 하는 분석방법이다. 본 실험에서는 현탁액 내에 입자에 작용하는 중력을 통해 이루어 질 것이다. 침강은 용액 내에 해당 물질에 침강에 영향을 줄 수 있는 작용 요소의 유무에 따라 자유침강 및 간섭침강으로 분류된다. 본래, 침강 분석법은 입자의 직경이 0.05~60에 해당하는 매우 작은 물질에 적용되는 분석법이다.

2. 침강하는 물체에 대해 작용하는 힘
뉴턴 점도 법칙에 따른 뉴턴 유체 내에서 침강하는 구형 입자에 작용하는 힘은 아래 Figure 1과 같이 입자에 작용하는 중력, 유체에 의한 입자에 가해지는 부력, 유체에 의한 입자에 작용하는 항력으로 나타낼 수 있다. 각각에 외력에 관한 수식적 정리는 아래에서 더 자세하게 다루겠다. 위 그림에
는 중력, 는 항력, 는 부력, 는 유체의 밀도, 는 입자의 밀도, 는 입자의 직경을 나타낸다. 각각의 외력을 이용하여 입자에 작용하는 외력의 총은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

참고 자료

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