[단위조작실험]단증류-예비

소개

화학공학 단위조작 실험 예비레포트 입니다.

모든 예비레포트의 실험방법은 직접 찾아보고 그렸으며,

수식 또한 모두 직접 적은 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 증류 (Distillation)
(2) 단증류 (Simple distillation)
(3) 라울의 법칙 (Raoult’s law)
(4) 달튼의 법칙 (Dalton’s law)
(5) 휘발도 (Volatility)
(6) Rayleigh 식

3. 기구 및 시약
(1) 기구
(2) 시약
(3) 실험시 주의사항

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
단증류 실험 장치를 이용하여 장치의 조작법과 이성분계의 단증류 실험을 행하여 유출액 조성을 시간의 변화에 따라 측정하여 회분조작으로서 단증류의 원리를 이해하고 실험결과와 Rayleigh식에 의해 계산한 계산값과 비교해본다.
특히 화학공학에서는 증류탑과 같은 설비를 이용하여 석유와 같은 제품을 생산하는 일들도 하기 때문에, 단증류 실험을 통해서 증류의 개념을 정확히 이해하는 것이 이번 실험의 주된 목적이다.

2. 바탕 이론
(1) 증류 (Distillation)
용액 중의 성분을 분리할 목적으로 이용한다. 용액의 휘발도 차이를 이용하여 증발응축을 조합해서 원액보다 휘발되기 쉬운 부분(휘발도 높은 부분)과 휘발되기 어려운 부분(휘발도 낮은 부분)으로 나누는 조작이다.
물질을 순수한 물질에 가깝게 분리하기 위해서는 여러 차례의 증류과정이 필요하며 이러한 조작은 재증류라 한다. 단, azeotrope 지점에서는 증류를 통해서 물질을 분리하기가 어려우므로 azeotrope에서는 Pressure swing 과정을 통해서 분리해야 한다.

(2) 단증류 (Simple distillation)
일정량의 혼합물을 증류기에 넣고, 열을 가해 발생하는 증기를 응축기로 냉각시켜 유출액을 정류과정이 없이 즉, 한번의 증류만으로 물질을 분리하는 과정을 단증류라 하며, 미분증류라고도 부른다.

(3) 라울의 법칙 (Raoult’s law)
용매의 증기압이 용매의 몰분율에 비례한다는 법칙으로, 용액 위 용매의 평형 증기압에 대한 방정식을 나타낸다. 용질의 농도가 낮거나, 용매와 용질 분자사이의 인력이 순수한 용매에서 용매 분자 사이의 인력이 비슷해서 이상용액과 비슷한 거동을 해야 라울의 법칙이 잘 적용된다.
라울의 법칙을 따를 때, 다음 식 <1>의 거동을 갖는다.
P_i^sat×x_i=P×y_i ⋯ <1>

(4) 달튼의 법칙 (Dalton’s law)
여러 기체가 혼합상태의 이상기체라면 공기 중 성분 A에 대한 분압은 기체 중 몰 분율의 비로 나타낼 수 있다.

참고자료

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· 박창호 외 4인, (2001), “단위조작 입문”, 도서출판 지인당, 서울시 중구, p175~185
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· 임굉 외 1인, (2005), “화학공학의 단위조작”, 내하출판사, 서울시 용산구, p189~201, p223~238
· 서명교 외 2인, (2002), “화공단위조작”, 대웅도서출판, 서울시 동대문구, p703,708~710
· 고용식 , (2001), “단위조작 Easy Manual”, 선학출판사, 인천광역시 부평구, p58~60
· 화학공학의 단위조작: 임굉•임재석 공저.(2009), 내하출판사, 서울 용산구 후암동1231
· (224~245P)
· 단위조작: 고완석 심현호 유일증 이종집 허광선(1999년), 보문당(161~176P)
· 정우식 외 12인, “디스플레이 화학공학 실험”, 도서출판 아진(2007), p.30~33
· 임굉, “화학공학”, 내하출판사(2005), p.189~201
· MSDS