액체확산(기기분석 및 실험)

소개

혼합물 중에 상대적으로 휘발성이 큰 물질이 분자의 무작위 운동에 의해 주로 농도 차이에 따라, 즉 고농도에서 저농도 영역으로 물질의 순수 흐름이 일어나는 것을 확산(diffusion)이라고 한다. 이는 거리에 따라 농도가 달라지기 때문이다. 액체-액체의 확산 실험에 있어서는 농도 기울기에 따른 변화를 전도도로 측정하도록 설계하였다. 장치에 달린 용기에 일정한 양의 증류수에 NaCl 용액이 일정 시간 동안 확산되도록 자석식 교반기를 사용하여 확산되는 과정을 Digital Conductivity Meter를 이용하여 측정하고 컴퓨터로 interface 하여 기울기를 그래프로 나타내게 하였다. 이러한 장치의 조작방법을 습득하여 확산에 대한 개념과 측정 방법 등을 이해하도록 설계하였다.

목차

실험목적 및 개요

이론

실험장치

실험방법

실험결과

본문내용

유체의 열전달은 고온에서 저온으로 열에너지가 전달, 즉 확산되는 것이다. 핵반응로는 중성자와 빈번한 충돌을 일으키지만 중성자를 거의 흡수하지 않는 어떤 매질을 통해서 중성자가 확산함으로써 동작한다. 확산하는 물질의 유속은 농도의 기울기(gradient)에 비례한다.

Fick의 제 1법칙(Fick`s first law)는 확산의 양은 거리에 따른 농도차(농도기울기)에 좌우된다는 것으로서 농도차가 클수록 거리가 가까울수록 확산의 양은 증가한다. Fick의 법칙은 flux에 대한 법칙이다. 간략히 확산이란 기체분자나 원자, 고체/액체 상태를 구성하는 원자가 화학포텐셜(chemical potential)차이에 의해 화학포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 구성입자가 이동하는 현상을 말한다. 그런데 대부분의 경우, 화학포텐셜은 농도가 비례한다. 즉, 대부분의 경우에는 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산을 하게 된다는 것이다. 이러한 경우에, 농도구배(단위길이 당 농도의 변화)에 따른 확산 flux를 예상하는 법칙이 Fick의 법칙이다. 식으로부터 정상상태에서 flux는 일정하게 유지되고, 이 때 확산은 농도구배(농도차)가 클수록 잘 일어나며 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산이 일어난다는 것을 알 수 있다.

참고자료

· 없음