인하대 화학공학실험 기체확산 및 흡수 예비보고서

소개글

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목차

Ⅰ. 기체확산 실험
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법

Ⅱ. 기체흡수 실험
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법

본문내용

<기체확산 실험>

1. 실험 목적
기체확산이란 무엇인지 이해하고 기체확산기기를 공부하며 기체확산이 발생하는 이유에 대해 공부한다. 또한 Fick’s 1st law를 이용하여 확산속도와 확산계수를 구한다.

2. 실험 이론
① Fick’s 1st law
Binary system에서 기체 A와 B가 Z방향으로 농도구배가 존재할 때, 단위면적에 대한 단위시간당 A성분이 확산하는 속도 J_A [mol/〖cm〗^2∙s]는 단면에서 농도 기울기 C_A/dz에 비례하고 Fick’s 1st law에 따른다.
J_A=-D_AB (dC_A)/dz=D_AB∙ρ (dX_A)/dz
D_AB: 확산계수(Diffusivity) [mol/s], C_A: A성분의 몰농도 [gmol/〖cm〗^2], z: 확산거리 [cm],
ρ: 밀도 [g/〖cm〗^3], X_A: A성분의 분율
② 기체 확산
혼합물에서 각 성분들이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 현상을 확산이라고 한다. 확산의 가장 보편적인 구동력은 확산 성분의 농도 기울기(농도구배)이다. 농도 기울기는 농도가 같아져 농도 기울기가 0이 되는 방향으로 성분을 이동시킨다. 확산은 고농도의 성분에서 저농도의 성분으로 이동한다. 일반적으로는 농도 기울기에 의해 확산이 발생하지만 역삼투압와 같은 활동도 기울기, 압력기울기, 온도기울기 등에 의해서도 확산이 일어날 수 있다.

< 중 략 >

3. 실험 방법
① Heater switch를 켜 수조의 온도가 일정하게 유지되도록 미리 설정한다. (이때, 실험에 사용되는 용매가 아세톤이므로 온도설정이 끓는점인 50℃를 넘지 않도록 한다.)
② Capillary tube에 수조의 수위를 넘지 않도록 아세톤을 채운다.
③ Gaseous diffusion apparatus 윗부분의 너트를 제거한 후 Capillary tube가 microscope에 수직하도록 고정시키고 다시 조여준다.
④ Capillary tube속 아세톤의 meniscus가 명확하게 보이도록 microscope의 높이를 조절해준다.

참고 자료

성기천 • 이진휘 • 김기준, 『화학공학실험』, 사이텍미디어, 2000, p.501~507
Warren L. McCabe, 『단위조작』, McGraw-Hill Education Korea, 7판, p.441~469
Warren L. McCabe, 『단위조작』, McGraw-Hill Education Korea, 7판, p.140~142, p.475-