[2020 인하대 화학공학실험 A+]기체확산 및 흡수 예비 보고서

소개글

"[2020 인하대 화학공학실험 A+]기체확산 및 흡수 예비 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험방법
3. 실험이론
4. 실험결과 및 분석
5. 실험결과 분석 및 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
본 실험은 기체 확산 장치를 이용하여 아세톤을 일정한 온도에서 확산시킬 때 시간에 따른 liquid level을 측정하고 Fick’s 1st law를 활용하여 아세톤의 확산도를 구하는 실험이다. 용매의 확산률을 측정하고 용매의 확산도를 계산함으로써 기체의 확산원리를 이해하고, 확산속도식인 Fick’s 1st law와 확산도 계산식인 Chapman-Enskog equation을 이해한 뒤 실험에 직접 적용해보는 시간을 가지고자 한다. 또한 기체 확산 장치와 같은 실험 장비를 실습해보자 한다.

2. 실험 이론
① Fick’s 1st law
J_A=-D_AB (dC_A)/db=D_AB∙ρ_M (dX_A)/db 구성성분을 살펴보면 JA[kgmol/m2•h]는 성분 A의 mole flux, DAB[cm2/s]는 성분 A, B가 존재하는 혼합물에서 성분 A의 확산도, CA[kgmol/m3]는 성분 A의 농도, b는 확산 방향으로의 거리를 나타낸다. CA= ρM•XA 로 표현할 수 있으므로 우측 식이 성립하게 된다. ρM[kgmol/m3] 몰 밀도, XA는 몰 분율을 나타낸다. 식에서도 확인 할 수 있듯이 농도 구배(기울기)에 따른 flux를 예측하는 법칙을 말한다. Fick’s 1st law는 시간에 따른 농도의 변화량이 0인 상태, 즉 정상상태에서 적용이 가능하다.

② 기체 확산
확산은 농도가 높은 부분에서 농도가 낮은 부분으로 일어난다. 농도가 높은 부분에서 확산성분이 지속적으로 공급되고, 동시에 농도가 낮은 부분에서 제거되어 두 계의 농도차가 감소하면 농도기울기 dC/dt=0이 되는 상태가 되고, 정상상태로써 Fick’s 1st law를 적용할 수 있다.

참고 자료

Warren L. McCabe 외 3명 / McCabe의 단위조작 7th / Mc Graw Hill Education / 2017 / pp. 475~477, 484~485
황유성 / 가스흡수이론과 실제 / ㈜에코솔루텍 / 2012 / pp. 57~60, 70~78
Peter Atkins 외 2명 / Atkin’s physical chemistry 11th / 교보문고 / 2020 / pp. 143~144