화학공학시스템실험 확산계수 측정실험

목차

1. 서 론
2. 이 론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과 및 고찰
5. 결 론
6. 참고문헌

본문내용

서론
확산은 농도기울기에 의해 일어나는 현상이며 이것은 물질전달이라고 말할 수 있다. 모든 물질전달 조작에서는 확산이 적어도 한 개의 상에서 일어나며, 보통은 두 개의 상에서 모두 일어난다. 이러한 원리는 증류, 침출, 탈습 그리고 막분리에 적용된다. 증류에서는 낮은 끓는점(저비점) 물질이 액상을 통해 계면으로 그리고 계면에서 벗어나 증기 속으로 확산한다. 높은 끓는점(고비점) 물질은 반대방향으로 확산하여 증기를 통해 액체로 이동한다. 침출에서는 고상을 통한 용질의 확산에 이어 액상으로 확산한다. 액체추출에서는 용질이 추출잔류물을 통해 계면으로, 그리고는 추출물로 확산한다. 결정화에서는 용질이 모액을 통해 결정으로 확산해서 고체 표면에 침적한다. 증습이나 탈습에서는 액상이 순수하기 때문에 농도기울기가 존재하지 않아 액상을 통한 확산이 없다. 그러나 증기는 기-액 계면으로부터 기상으로 또는 기상에서 기-액 계면으로 확산한다. 건조에서는 액체 물이 고체를 통해 고체 표면으로 확산에서 기화하고, 증기상태로 기체에 확산한다. 막분리에서는 모든 상에서 확산이 일어난다. 즉 분리막의 양 쪽 유체와 분리막 자체에서 확산이 일어난다. 물질전달에서 확산의 역할은 상당히 중요하다고 보여 진다. 다양한 조건 하에서 확산이 일어나고 그에 따라 얻어내는 결과는 다르다.
확산계수 측정 실험은 대기 중에 있는 아세톤의 확산계수를 측정하여 확산이론을 이해하기 위함이다. 각각 다른 온도 하에서 확산의 속도는 어떻게 영향을 받는지 알기 위해 시간과 액면차이를 기록한 값을 가지고 계산하여 확산계수를 확인한다. 뿐만 아니라 실험을 통해 얻은 확산계수와 이론값과의 비교를 통하여 차이의 이유과 오차요인을 고찰한다.

이론
확산이란 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것이다. 확산의 가장 보편적인 원인은 확산 성분의 농도기울기에 있다. 농도기울기는 농도가 같아지게끔 농도기울기를 없애는 방향으로 성분을 이동시킨다.

참고자료

· 수원대학교 화학공학과 / 화공시스템 실험 / 6. 확산계수 측정 실험
· Warren L McCabe 외 / 단위조작 7th / McGraw-Hill / p441~443, p448~449, 부록18 공기 중 확산계수와 Schmidt 수, 부록 19 충돌 적분과 Lennard-Jones 힘상수
· http://ddbonline.ddbst.de/AntoineCalculation/AntoineCalculationCGI.exe
· http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%99%95%EC%82%B0
· http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%94%BD%EC%9D%98_%ED%99%95%EC%82%B0_%EB%B2%95%EC%B9%99