[2020-2]인하대 화학공학실험 CSTR 결과보고서 A+

소개글

"[2020-2]인하대 화학공학실험 CSTR 결과보고서 A+"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론(실험개요, 목적, 필요성 등을 서술)
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 실험결과분석 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

서론(실험개요, 목적, 필요성 등을 서술)
화학 반응을 모델링하기 위해서는 반응 속도 상수와 반응 차수는 중요한 역할을 한다. 실제 공정에서는 반응속도 상수와 반응 차수를 이용하여 반응물과 생성물의 양론적 계산이 가능하며 촉매의 존재 여부와 온도 등 적절한 상태를 설정하는데 기준점이 된다.
이번 실험의 목적은 NaOH와 Ethyl acetate의 용액을 CSTR를 이용하여 비누화 반응시킨 후 나온 실험 데이터로 반응 차수와 반응 속도 상수를 계산하는 것이다. CSTR을 통해 반응이 되어 나온 용액은 반응이 완료되지 않은 NaOH용액이 나오므로 HCl을 이용해서 산-염기 적정을 진행한다. 적정을 통해 용액 안에 남아있는 NaOH용액의 농도를 구할 수 있으며 반응 속도 식에서 NaOH의 농도 값을 이용하여 반응 속도를 구하여 그래프에 나타내어 반응 차수와 반응 속도 상수를 구한 후에 아레니우스 식에 대입하여 활성화 에너지와 빈도 인자를 계산할 수 있다.

실험방법
Ethyl acetate(88g/mol, 99.8wt%가정)와 NaOH(40g/mol, 93wt%) 용액이 각 11L씩 0.1M농도로 만들기 위한 질량을 계산한다.
Ethyl acetate:11L×0.1mol/1L×88g/mol×100/99.8=96.99g
NaOH:11L×0.1mol/1L×40g/mol×100/93=47.31g
CSTR 장비의 NaOH, Ethyl acetate 칸에 물을 각각 10L씩 부어준다.
두 개의 비커에 각각 증류수 1L씩를 넣고 1)에서 구한 질량만큼 각각 넣은 후에 마그네틱 바를 통하여 교반 시켜준다.
만든 용액을 NaOH와 Ethyl acetate의 탱크에 각각 부어주어 0.1M 11L용액을 만들어준다.
CSTR장치를 전원과 펌프작동 버튼을 켜준다.
온도는 60℃, NaOH와 Ethyl Acetate의 유량을 60ml/min으로 설정하여 장치를 진행시킨다.
Cf. 실험에서는 60℃실험만을 진행하였고 50℃에서의 실험데이터는 조교님이 주시는 데이터를 이용.
CSTR 출구로 처음 나오는 생성물을 버려준다.

참고 자료

H. Scott Fogler, 핵심 화학반응공학, 한티미디어, 2011, pp.43-46, 312-320
Peter Atkins, Physical chemistry 9th, W. H. Freeman and company, 2010, pp.799-800
Zumdahl, 줌달의 일반화학 9th, 대학화학교재 연구회, 사이플러스, 2018, pp.186-188