소개글
"Cstr 예비"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 제목
1.2. 실험 목적
1.3. 실험 이론
1.3.1. 반응기의 종류
1.3.1.1. 회분 반응기(Batch Reactor)
1.3.1.2. 연속 교반 탱크 반응기(Continuous-Stirred Tank Reactor, CSTR)
1.3.1.3. 플러그 흐름 반응기(Plug Flow Reactor, PFR)
1.3.2. 시약 특징 및 주의사항
1.4. 반응 속도식
1.4.1. 반응 속도식 정의
1.4.2. Mole balance를 이용한 반응 속도식 유도
1.4.3. 적분법과 미분법을 통한 반응 속도식 측정
1.4.4. 아레니우스식
1.5. 산-염기 적정
2. 실험 방법
3. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 제목
"이 실험은 'CSTR을 이용한 Ethyl acetate와 NaOH의 비누화 반응에서의 반응 속도 측정'이다."
1.2. 실험 목적
CSTR을 이용한 Ethyl acetate와 NaOH의 액상 비누화 반응을 통해서 해당 반응속도식의 속도상수(k)와 전체 반응차수(n)를 계산하는 방법을 배우는 것이 실험의 목적이다."
1.3. 실험 이론
1.3.1. 반응기의 종류
1.3.1.1. 회분 반응기(Batch Reactor)
회분 반응기(Batch Reactor)는 반응물이 반응하는 동안 담아두는 용기이다. 즉, 반응하는 동안 반응물과 생성물의 유출과 유입이 없다. 실험 데이터를 이용하여 반응진행도(Extent of Reaction)을 측정할 수 있다. 회분 반응기는 등온 및 정용(constant volume)에서 조작된다. 균일계 반응속도 데이터를 얻을 때 사용된다. 또한 불균일 반응에도 사용될 수 있다.
회분 반응기는 높은 전환율(conversion)을 갖으며, 간단하고 보조장치가 거의 필요 없어 때문에 반응속도론에 관한 소규모 실험실에 이상적이다. 하지만 반응 후에는 반응기 세척이 필요해 대량의 생성물을 얻기에 어려움이 있다.
1.3.1.2. 연속 교반 탱크 반응기(Continuous-Stirred Tank Reactor, CSTR)
연속 교반 탱크 반응기(Continuous-Stirred Tank Reactor, CSTR)는 반응물이 연속적으로 주입되고 생성물이 연속적으로 배출되는 반응기이다. 기본적인 구조는 회분식 반응기와 유사하지만, 입구와 출구가 있어 연속 운전이 가능하다는 점에서 차이가 있다. CSTR은 강한 교반이 필요한 반응에 사용되며, 반응기 내부가 완전히 혼합되어 모든 영역에서 농도, 온도, 반응속도가 균일하다는 특징이 있다.
CSTR의 구조를 살펴보면, 원통형의 반응기에 교반기가 설치되어 있고 반응물 공급관과 생성물 배출관이 연결되어 있다. 반응물이 연속적으로 주입되면 강한 교반에 의해 즉시 균일한 상태가 되고, 생성물도 동일한 조성으로 연속적으로 배출된다. 따라서 CSTR 내부의 농도, 온도, 반응속도는 시간에 따라 변화하지 않고 일정하다. 이러한 특성으로 인해 CSTR은 반응물의 체류시간 제어가 용이하고 반응기 내부의 열 및 물질 전달에도 장점이 있다.
CSTR의 운전 방식은 다음과 같다. 우선 반응물이 지속적으로 공급되면 반응이 시작된다. 반응물은 교반기에 의해 강하게 섞이면서 균일한 상태가 되고, 생성물은 연속적으로 배출된다. 이 과정에서 반응기 내부의 상태는 시간에 따라 변하지 않는 정상상태(steady state)를 유지한다. 따라서 CSTR에서는 실험 데이터 측정이 용이하고, 반응 메커니즘 연구에 널리 활용된다.
CSTR의 장점은 다음과 같다. 첫째, 강한 교반으로 인해 반응기 내부가 균일한 상태를 유지하므로 반응 제어가 용이하다. 둘째, 연속 운전이 가능해 대량 생산에 적합하다. 셋째, 반응 온도 조절이 용이하다. 넷째, 반응물과 생성물의 유출입이 연속적으로 이루어져 운전이 편리하다.
반면 단점으로는 첫째, 반응...
참고 자료
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