[화학공학실험] 기액평형 결과보고서(실험레포트)

소개

"[화학공학실험] 기액평형 결과보고서(실험레포트)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험일자, 조, 조원
3. 실험결과
4. 고찰
5. 참고문헌

본문내용

4.고찰
이번 실험의 목적은 증류의 개념을 익히고, 일정한 압력에서 혼합 용액을 증발시킬 때 온도에 따른 기-액 평형 및 조성을 살펴보는 것이었다. 여기서 증류는 끓는점 차이를 이용한 분리방법으로 이번 실험에서는 물과 에탄올의 혼합 용액을 사용했는데 이 혼합 용액을 지속적으로 가열하자 끓는점이 더 낮은 에탄올이 먼저 증발됨을 확인할 수 있었다. 물론 증류하는 과정에서 물과 에탄올을 100% 분리하는 것은 불가능한데 그 이유는 에탄올과 물이 수소결합으로 잘 결합하고 있고 물 역시 증류하는 과정에서 에탄올과 함께 일부 휘발되기 때문이다. 한편, 증발된 기상이 냉각기를 통하여 액화되면 기상의 에탄올 몰분율이 잔류 용액에 남아있는 액상의 에탄올 몰분율보다 훨씬 클 것으로 예상할 수 있었는데 이는 기상의 경우, 조성을 살펴보면 에탄올이 거의 대부분이고 잔류 용액의 에탄올은 증류수와 더 많이 섞여있기 때문이다. 이러한 결과는 비중을 이용한 몰분율 계산에서도 확인할 수 있었으며 비록 기상과 액상의 이론적 몰분율과 실험적 몰분율에는 차이가 있었지만 기상의 에탄올 몰분율이 액상의 에탄올 몰분율보다 값이 크다는 사실에는 변함이 없었다. 또 에탄올 혼합 용액의 경우, 에탄올의 wt%가 감소할수록 비중은 1에 가깝게 커지는 결과를 확인할 수 있었다. 이는 에탄올의 밀도가 물의 밀도보다 작다는 것을 의미하고, 필요하다면 비중-농도 그래프를 이용하여 비중을 통해 임의의 농도를 질량%나 몰%로써 구할 수 있었다. 여기서는 질량%를 이용하여 분자량을 통해 몰%로 환산하고 몰분율을 구했지만 처음부터 정확한 농도를 알고 있는 혼합 용액을 사용했다면 실험이 더 간편했을 것 같다. 다음으로 이렇게 혼합 용액을 일정한 압력 하에 계속 가열시키게 되면 평형상태에 도달하게 되는데 이를 평형곡선으로 나타내면 이번 실험의 경우, 평형온도를 비롯한 액상과 기상의 성분비가 같아지는 공비점이 이론값과 다소 차이가 남을 확인할 수 있었다.

참고자료

· 화공생물공학과 공동집필, 화공생물공학실험, 동국대학교, 2016, pp.16-24.
· 이화영 외 2인, 단위조작, McGraw-Hill, 7th edition, pp.619-638.
· 허광선 외 3인, 단위조작실험, 선문당, 1999. pp.349-360.
· 권규혁 외 9인, 일반화학실험, 형설출판사, 2001, pp.45~49.
· J. M. Smith, 화학공학열역학, McGraw-Hill, 6th edition, pp.333~371.