기액평형 결과

소개

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목차

1. 서론
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 실험결과 분석 및 고찰
6. 결론
7. 참고 문헌

본문내용

이 실험으로 기-액 평형장치 내에서 평형에서 혼합물을 증류시켜 응축액을 얻어 그 조성을 실제데이타와 비교하여 평형을 실측하고, 이해하는데 목적이 있다. 증류란 이성분계 이상의 혼합물에서 휘발성의 차이를 이용하여 성분을 분리하는 조작이며, 기-액 평형은 증류하는 동안에 발생증기와 용액이 평형을 유지하는 것을 말한다. 증류에 사용할 시료는 에탄올과 물이 섞인 이성분계 혼합용액이다. 우선 각각 vol%의 혼합물의 질량을 재어 Wt%를 계산한 후, mixture의 질량과 에탄올의 Wt%의 관계인 표준곡선을 구한다. 조성을 모르는 혼합물의 무게를 재어 Wt%를 구하고, vol%를 구한다. 이 혼합물을 boiler에 넣고 각 온도로 가열하여 증류시킨 응축액으로 1기압에서 에탄올 기체의 mol%을 구해 평형곡선의 이론 데이터와 비교한다. 계산한 에탄올의 조성값을 보면, 온도가 높을수록 혼합물의 질량이 무겁고, Wt%, mol%는 작게 계산된다. Mol%와 온도의 관계는 평형곡선이 나타내듯이, 온도가 높을수록 mol%가 작은 값을 갖는 추세가 나타났다. 하지만 온도가 높을수록 실험의 오차율이 증가하여 80℃에서는 8.02%, 83℃에서 20.06%, 87℃에서 50.62%인 큰 오차율이 나왔다. 오차의 원인으로는 에탄올의 휘발성, 장치 내 평형이 이루어지지 않음, 장치 조작, 측정하는데 어려움 등이 있다. 추후 실험에서 기계, 측정 방식 등을 변화하여 오차의 원인을 줄인다면, 비교적 정확한 실험 데이터를 얻을 것이다. 이번 실험 결과로 80℃에서 비교적 평형이 이루어지고 있다는 것을 알 수 있었고, 눈에 보이지 않지만 평형증류와 평형관계를 이해할 수 있었다.

1. 서론
현재 혼합용매나 휘발성 전해질을 포함한 상평형 연구가 많이 이루어지고 있다. 상평형 자료는 다성분계의 분리 및 정제, 추출, 액화 연구에 사용된다. 그 중 기-액 상평형은 증류공정에서 이루어지며, 증류탑의 설계에 필수적이다. 기-액 평형은 혼합물을 가열하여 증발한 기체를 응축한 증류를 정량적으로 기술하는 것이다. 기-액 평형에 대한 이론으로는 Henry의 법칙, Raoult의 법칙, Dalton의 법칙이 있다.

참고자료

· 적중 화공기사, 성안당(2011), 김재호, 이인복, pp.375~384.
· Ethanol+water 이성분계에 대한 고압 상평형 측정, 원동복,김철중,박소진, 충북대(2000) P.264.
· 물-에탄올-전해질 계에 대한 전해질의 기액평형 예측, 박성빈, 이철수, 한국화학공학회 제 4권 제 1호(1998), pp.773~776.