기체확산계수 실험(예비+결과)레포트

목차

1.실험 제목

2.실험 목적

3.실험 이론
1) 확산
2)확산량
3)확산계수
4)픽의 확산법칙
5)기체확산 계수 측정의 원리

4. 실험 기구 및 시약

5. 실험 방법

6. 참고사항
1) 확산속도에 영향을 미치는 요소
2) 이동현상과정의 상호관계
3) 픽의 2법칙(Fick's second law)
4) Fick’s law에 따른 등몰 확산과 일방확산
5) Chapman-Enskog
6) 농도 기울기
7) 항온조를 사용하는 이유

7. 참고문헌

8. 실험결과

9. 토의 및 고찰

본문내용

실험제목: 기체 확산 계수
실험의 목적
아세톤의 확산 층 두께를 측정하고, Fick의 확산 제1법칙 식을 이용하여 확산계수를 구하고 확산에 대한 원리를 이해한다.

실험 이론
1) 확산
혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것이다. 확산이 일어나는 주된 원인은 확산되는 물질의 농도차이며, 이것은 거리에 따라 농도가 달라지게 되기 때문에 이를 농도기울기라고 한다. 확산의 가장 보편적인 원인은 확산 성분의 농도기울기에 있지만, 역삼투압에서와 같은 활동도 기울기, 압력기울기, 온도기울기, 또는 원심분리기에서와 같은 외력장에 의해서도 확산이 일어나는데, 이러한 확산을 열확산 또는 강제확산이라고 한다.

-원인: 확산성분의 농도구배. 농도구배는 농도를 같아지게 하여 농도구배를 없애는 방향으로 성분을 이동시키려고 한다. 확산 성분을 고농도 쪽에 계속해서 공급하고 저농도 쪽에서 제거 하면서 농도기울기를 유지하면, 확산 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다.(이것은 여러 물질전달 조작의 특성이라 할 수 있다.) 두 물질이 서로 물질을 전달하는 확산에서 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이며 정확한 확산계수의 측정은 물질 이동 조작에서 대단히 중요하다. 또한 확산계수는 온도, 압력, 조성의 영향을 받는다. 역 삼투압에서와 같은 활동도구배, 압력구배, 온도구배, 또는 원심력과 같은 외력장에 의해서도 확산이 일어날 수 있다. 온도에 의해 생긴 분자확산은 열확산이며, 외력장에 의한 것은 강제 확산이다

2) 확산량
확산이론에서는 5 가지 상호관련된 계면들이 사용된다.
① 길이/시간으로 정의된 속도
② 면 을 가로질러 흐르는 플럭스, 몰/면적·시간
③ 속도가 0인 평면에 대한 상대적 플럭스 , 몰/면적·시간
④ 농도 및 몰밀도 , 몰/부피(몰분율도 사용 될 수 있다.)
⑤ 농도구배 (: 확산이 일어나고 있는 면에 수직한 경로의 길이)
필요에 따라 적절한 하첨자를 사용하며, 이 식들은 SI, cgs 및 fps단위에 똑같이 사용한다. 경우에 따라서는 몰단위 대신 질량단위를 유량과 농도에 사용할 수도 있다.

참고자료

· 단위조작, 7판 / Mccabe 지음 / 이화영 옮김 / McGraw-Hill
· https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e201301/e201301-201.pdf
· https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e200112/e200112-101.pdf
· https://happy8earth.tistory.com/114
· http://radongasdetectorreviews.com/radon-away-50017-easy-read-manometer-blue-review/
· https://www.aliexpress.com/store/product/Laboratory-Aspirator-Suction-Filtration-Pump-Humboldt-Vacuum-Hydro-Aspirators-Filter-Pumps/111264_32689968796.html
· https://www.thomassci.com/Laboratory-Supplies/Manual-Burets/_/CATHOMETERS
· http://ms0815.com/mall/m_mall_detail.php?ps_ctid=10170100&ps_goid=17666&ps_page=1
· http://www.joylab.net/src/products/products_detail.php?product_category_id=176&product_category_id_main=0&product_mst_id=0176_00001&now_page=1
· http://item.gmarket.co.kr/Item?goodscode=973875158
· http://www.allforlab.com/pdt/PDNN15070100014
· https://www.ebay.co.uk/itm/High-Quality-Acetone-500ml-/370596678437