소개글
"톨루엔 증류"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. 톨루엔 증류
2.1. Simple Distillation
2.1.1. 실험 기구 및 시약
2.1.2. 실험 절차
2.1.3. 실험 결과 분석
2.2. Fractional Distillation
2.2.1. Simple Distillation과의 비교
2.2.2. Fractional Distillation의 특징
2.3. Azeotropic Distillation
2.3.1. 아세트로프의 특성
2.3.2. 순수한 물질 분리 방법
3. 상평형도 실험
3.1. 실험 목적 및 방법
3.2. 실험 결과 및 고찰
3.2.1. 상경계도 작성
3.2.2. 오차 분석
3.2.3. 개선방안
4. 결론
5. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
톨루엔 증류는 유기공업화학실험에서 많이 다뤄지는 주제이다. 톨루엔은 휘발성이 높은 액체로, 다른 휘발성 물질과 혼합된 경우에도 증류를 통해 순수한 물질을 분리해낼 수 있다. 본 실험에서는 톨루엔의 증류 과정을 이해하고, 이 과정에서 발생하는 다양한 현상들을 관찰하고자 한다. 특히 아세트로프(azeotrope)라는 개념을 통해 순수한 톨루엔을 얻기 위한 방법을 탐구할 것이다. 또한 상평형도 실험을 통해 3성분계 혼합물의 상 분리 현상을 이해하고, 성분 간 용해도 관계를 파악할 수 있을 것이다. 이를 통해 증류 공정 및 상평형 현상에 대한 기초적인 지식을 습득할 수 있을 것이다.
2. 톨루엔 증류
2.1. Simple Distillation
2.1.1. 실험 기구 및 시약
본 실험에는 다음과 같은 실험 기구와 시약이 사용되었다. 실험 기구로는 원형 플라스크, 온도계, 온도계 어댑터, 고무 어댑터, 진공 어댑터, 스탠드, 클램프, 가열기, 100mL 눈금 실린더, 교반기, 전자저울, 끓임석, 냉각기, Keck clips, teflon 테이프, 수수구, 암수 조인트, 자기 바, 받침대, 에르렌마이어 플라스크, 고무 호스, 증류탑 등이 사용되었다. 시약으로는 톨루엔(C6H5CH3), 증류수(H2O)가 사용되었다.
2.1.2. 실험 절차
Simple Distillation 실험 절차는 다음과 같다.
먼저 round bottom flask에 Toluene 20ml, boiling stone, magnetic bar를 넣는다. 이때 joint 연결 부분의 압력 손실을 줄이기 위해 teflon tape를 사용하여 연결부를 2-3번 감아준다. 그 후 heating mantle을 이용하여 용액을 가열한다. 용액의 온도가 증가함에 따라 Toluene이 증기로 변하게 되고, 이 증기는 condenser에서 응축되어 receiver에 모이게 된다. 이를 통해 Toluene에 함유된 불순물을 제거하여 순도가 높은 Toluene을 얻을 수 있다. 실험 과정 중 아세트로프가 관찰되면 가열을 중단하고 condenser를 분리하여 세척, 건조한 후 다시 연결하여 가열을 재개한다. 이를 통해 round bottom flask 내부 용액의 Toluene 조성비가 증가하게 되어 결국 순수한 Toluene의 끓는점에 도달하게 된다.
2.1.3. 실험 결과 분석
Toluene의 Simple distillation 실험 결과 분석은 다음과 같다. 이번 실험에서는 Simple distillation을 이용하여 Toluene을 증류하였다. Toluene 20ml를 round bottom flask에 넣고 가열하여 증류를 진행하였다. 실험 결과, 증류 과정 중 88.7℃(보정온도)에서 azeotrope가 관찰되었고, 최고온도는 110.8℃(보정온도)로 측정되었다. 이는 Toluene의 문헌 끓는점인 111℃와 매우 유사한 값이다. Azeotropic distillation을 통해 Toluene에 함유된 물을 효과적으로 제거할 수 있었다. 하지만 실험 과정에서 세척을 하지 않아 receiver에 소량의 물이 포함되었을 것으로 추정되며, 이로 인해 회수된 Toluene의 순도가 다소 낮아졌을 것으로 사료된다. 또한 실험 기기 연결부의 밀봉 불완전, 응축액의 손실 등으로 인한 약 1.209g의 Toluene 손실이 발생하였다. 이러한 오차 요인들을 개선한다면 더욱 신뢰성 있는 실험 결과를 얻을 수 있을 것이다.
2.2. Fraction...
...
참고 자료
수업자료(Distillation Ⅱ), 5-6p, Fractional distillation
수업자료(simple distillation), 6p, 물-toluene의 azeotropic data
위키백과, Azeotrope, (https://en.wikipedia.org/wiki/Azeotrope)
수업자료(Distillation Ⅱ), 4-8p, Fractional distillation
위키백과, Extractive distillation, (https://en.wikipedia.org/wiki/Extractive_distillation)
핵심일반화학, Robinson외 2, 자유아카데미, 2020, 335-336p, 카페인의 추출 방법: 초임계 유체를 이용한 추출
Cho J.H, Jeon J.K, A Study on the Optimization of Process for Ethanol Dehydration Azeotropic Distillation, Korean Chem. Eng, 43(4), 474-475(2005)
단위조작이론및실험2_실험노트
삼각도를 이용한 상평형도_예비
Roger A. Granberg and Ake C. Rasmuson, 2000, “Solubility of Paracetamol in Binary and Ternary Mixtures of Water + Acetone + Toluene” ,American Chemical Society, p.478–483
단위조작 이론 및 실험2_실험노트
단위조작 이론 및 실험2_예비레포트
Richard M.Felder 외 2명,‘화학공정계산’,한티미디어,2017,259~262page
