단위조작실험 A+ 레포트 액체확산계수

소개

2023년 단위조작실험에서 A+를 받은 레포트입니다. 레포트의 최종 점수가 평균보다 7점 정도 높았던 것으로 기억합니다! 그만큼 계산도 정확하고 자세하며, 내용이 매우 구체적입니다~

목차

1. Title
2. Date
3. Apparatus & Reagents
4. Results
5. Discussion
6. Reference

본문내용

- 실험 원리에 대한 정리
확산이란 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극을 받아 이동하는 현상이다. 확산의 가장 보편적인 원인은 확산 성분의 농도 기울기에 의하는데, 농도 기울기를 없애는 방향으로 농도가 같아지도록 성분을 이동시킨다.[1] 이때 농도 기울기란 액체상의 두 점 사이에 농도 차가 있을 때 농도의 차인 Δ를 그 두 점 사이의 거리인 Δx로 나눈 값인 ΔC/Δx를 의미한다. [2] 확산 성분을 고농도 쪽에서 지속적으로 공급하고 저농도 쪽에서 제거하면 농도 기울기를 유지할 수 있고 따라서 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다. [1] 이러한 확산은 Fick의 확산 제1법칙을 통해 설명할 수 있는데 이는 액체 내에서 용질이 자유 확산을 하는 경우, 확산 방향에 수직인 단면을 통과하는 용질의
양은 단면적과 용질의 농도 기울기와 시간에 비례한다는 법칙이다. 따라서 물질 A가 물질 B로 1차원적인 확산이 일어날 때 확산 방향에 수직한 면에 대해 단위 면적 당 확산 속도는 J_A=D_AB (-〖∂C〗_A/∂x) (1) 과 같이 표현되고 몰 플럭스라고 한다. 이때 몰 플럭스의 단위는 mol/cm2·s이다. 비례 상수인 D_AB의 값은 확산 계수 또는 확산도라고 불리며 cm2/s의 단위를 가지고 C_A는 A의 농도(mol/cm3), 마지막으로 x는 확산 방향으로의 거리(cm)를 나타낸다. 그리고 〖∂C〗_A/∂x는 x방향으로의 A의 농도 구배를 나타내는데, 확산은 항상 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 일어나므로 이 농도 구배는 음의 값을 갖는다. 여기에 음의 부호를 붙인 것이 바로 몰 플럭스이므로 몰 플럭스 자체는 양의 값을 가지게 된다. [1], [3]
식 (1)자체가 fick의 제 1법칙을 1차원 확산으로 나타낸 것이므로, 1차원 확산을 구현하기 위해 확산 셀을 사용해 실험을 진행하였다.

참고자료

· McCabe의 단위조작 7판, McCabe 외 2인 저, 이화영 외 2인 역, Mc Graw Hill Education, 확산, pp.441~442
· 난류 확산, p.452
· Fick의 확산 제 2 법칙, p.453
· 네이버 지식백과, 화학대사전, 농도 기울기,
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2280400&cid=60227&categoryId=60227
· 단위조작실험 실험자료 액체 확산계수
· 네이버 지식백과, 물백과사전, 전기전도도
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3395137&cid=60289&categoryId=60289
· 구글, 전기전도도 측정기, https://local.koreasci.com/download/manual/CON-BTA.pdf
· 구글, 전기전도도 센서 주의사항, http://www.lotuselectrode.com/?page_id=59
· 구글, 탈이온수,
· http://ko.cnumekresin.com/info/what-is-deionized-water-62837133.html
· 네이버 지식백과, 두산백과, 탈이온수,
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=610521&cid=42420&categoryId=42420