기-액 평형 실험 파이널 레포트

소개

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목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험방법 및 장치
4. 결과 및 고찰
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
(1) 실험의 개요
본 실험은 물질 전달 과정의 하나인 증류 개념을 익히도록 한다. 일정한 압력하에서 혼합 용액을 일정한 온도로 증발 시키면 혼합용액과 혼합증기가 평형 관계가 이루어 지는데, 이 때 기-액 평형 상태를 실험장치를 통하여 실측하고, 이러한 평형 관계를 통하여 평형 증류에 대한 기초 지식을 쌓을 수 있도록 하는 것을 목표로 한다.
아울러 평형 증류에 대한 기초 지식과 장치의 조작 방법을 이해하고, 실습을 통하여 이론과 실제를 비교하도록 하며 분석 능력을 기르고, 장치의 기능을 익히도록 한다.

2. 이론
(1) 기-액 평형 관계
메탄올과 물은 서로 임의의 비율로 혼합하여도 균일한 용액으로 된다. 메탄올-물 용액에 있어서 각각의 성분의 혼합 증기와 평형에 있는 계에서 Gibbs 의 상률을 적용해 보자. 계의 성분수는 메탄올과 물의 두가지이고, 상(Phase)의 수는 기상과 액상의 두 가지 이다. 그러므로 상률(자유도=성분 수-상의 수+2) 에 따라서 이 계의 자유도는 2가 된다. 즉, 온도, 압력, 기상, 액상의 조성 등의 상태량 중, 2개까지 임의로 대신하는 것이 가능하다.
일반적으로 대기압 하에서 실험을 진행한다고 할 때, 실제 자유도는 1이 된다. 예를 들어 액상의 조성이 지정되면 나머지 상태량(온도, 기상의 조성 등)은 고정되어 구해질 수 있다.
일정한 압력 하에서 혼합 용액을 일정한 온도로 증발시키면 혼합 증기와 평형을 이루는데, 그 관계는 아래의 표에서 메탄올-물 계의 대기압 아래에서 기-액 평형 관계를 나타냈다.

참고자료

· 화학공학실험, 사이텍미디어, 성기천, 2005, 455~482 page
· 물질전달 및 분리공정, 지인당, 박창호, 1999, 55~70 page
· 단위조작 6th Edition, McGraw-Hill, Warren L.McCabe, 2002, 633~680 page