반응현상실험 diffusion 결과레포트

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험도구
4. 실험방법
5. 주의사항
6. 실험결과

본문내용

1.목적
기체 확산 (gas diffusion)
휘발성 액체가 기상으로 일방 확산하여 증발하는 실험을 통하여 확산 계수를 산출하고 확산의 원리를 이해한다.

액체 확산 (liquid diffusion)
액체 중의 확산 현상을 설명하고 전기전도도 측정 장치를 이용하여 물질의 농도구배레 따른 전도 변화를 측정한 뒤, Fick’s first law에서의 액체 확산 현상과 확산 계수를 이해하며 액체의 확산 계수를 측정하는 방법을 익힌다.

2. 이론
(1) 기체 확산 이론
2성분의 혼합물이 z 방향으로 농도차가 있을 때 여기에 직각인 단위면적에 대해 단위시간 당 A 성분이 확산하는 속도 N_A[g-mol/㎠s] 는 단면에서의 농도 기울기 dC_A /dz 에 비례한다는 Fick의 확산법칙 (1)식이 성립한다.

여기서 D_AB를 분자 확산계수 (molecular diffusivity, g-mol/s), C_A 는 A성분의 몰농도 [g-mol /㎤], z는 확산거리[㎝]이다. 공기 (B)중에 포함된 〖NH〗_3(A)를 물에 흡수하는 경우와 같이 기체 중에 휘발성액체만이 한 방향으로 확산하는 일반 확산인 경우 물질이동속도는 (4)식과 같이 나타낼 수 있다. 이상기체법칙으로부터 C_A=P_A/RT를 (2)식에 대입하여 정리하면 (3)식과 같다.

확산 cell 의 확산관 (수직관) 밑에 성분 A의 농도는 0이 되도록 기체 B가 되도록 기체 B를 충분한 유속으로 흘려보내고 A, B는 모두 이상기체로 본다. 또한 액체 A에 기체 B가 녹지 않는다면 확산관 내에서 성분 B의 이동이 없는 일방확산으로 볼 수 있으며, N_B=0 이다. 시간 t에서 액면의 위치(확산관 입구로부터의 거리)를 z_t라 하면, 이 때 성분 A의 물질이동속도 N_B는 (3)식을 적분하여 정리하면 (4)식과 같이 된다.

참고 자료

없음