8주_용액 상에서 고체 표면의 흡착 양상

소개

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(실험 일자: 2009년)
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목차

예비:

1. 실험 제목
2. 실험조 및 실험자
3. 실험 목적
4. 실험 이론 및 배경
5. 장치 및 시약
6. 실험 방법
7. 참고 문헌

결과:

1. 실험 제목
2. 실험조 및 실험자
3. 실험 결과
4. 토의 및 고찰 (실험 기본 이론+토의/고찰)
5. 참고 문헌

본문내용

3. 실험목적
일정 온도 하에 농도에 따른 시트르산 용액의 활성탄 표면에서의 흡착 정도를 알아보고,
용액 상에서 고체 분말 표면에 흡착하는 액체 피흡착질의 흡착 양상을 Langmuir 흡착 등온식과 Freundlich 흡착 등온식으로 알아 본다.

4. 실험이론 및 배경
○ 흡착 (adsorption)
흡착이란 기체상 또는 액체상인 물질이 물리적 힘이나 화학적 힘에 의해 다른 물질의 표면(액체상 또는 고체상)에 달라붙는 현상이다. 고체 표면의 분자나 이온들은 다른 입자들과의 결합에 의해 안정되는데, 결합을 이루지 못한 표면이 있을 때는 잉여력을 갖게 되고, 이러한
불포화의 결과로 고체(액체)는 접촉하고 있는 기체 또는 용해된 물질을 고체(액체) 표면으로 끌어당겨 붙잡아 두려는 경향이 생기고 노출된 입자들 사이에는 인력이 작용하기 때문에 기체 또는 용해된 물질(피흡착질)은 고체상 물질(흡착제)의 표면에 가역적으로 달라붙게 된다.
이 때 계면에서의 농도가 증가하면 정흡착, 감소하면 부흡착이라 한다.
흡착은 평형상태로 고려할 수 있는데, Gibbs는 계의 자유에너지를 최소로 하는 계면의 상태를 열역학적으로 구하여 일반식을 만들었고, 이러한 Gibbs의 흡착식은 계면자유에너지의 농도에 의한 변화와 흡착량의 관계로서 나타내며, 흡착은 계면장력과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다. 표면장력을 실측하기 어려운 고체-액체나 고체-기체 계면에 대해서는 Freundlich의 흡착 등온식, BET 흡착 등온식 등을 이용한다.
한편 고체/기체의 흡착의 경우를 살펴보면, 이 과정은 자발적으로 일어나고, 자유에너지G는 감소한다. 또 흡착질의 경우 흡착된 상태가 기체상태 보다 안정된 상태이므로, 이 과정에서 계 전체의 엔트로피의 변화 ΔS는 음의 값을 가진다.

따라서 위 식에 의해 엔탈피의 변화 ΔH는 음의 값을 가진다.
즉 흡착과정에서는 열이 발생하는데, 이때 발생되는 열을 흡착열 q라 한다.
그리고 일정 압력과 온도에서 흡착되는 양은 흡착제의 면적에 비례하는데, 보통 흡착질의 양은 단위 흡착질의 면적을 흡착제가 하나의 분자 층으로 모두 덮을 수 있는 양으로 표현된

참고자료

· 본 자료 참고