침강분석에 의한 입자크기 측정실험 결과레포트

목차

1. Abstract

2. Experiment
① 실험 기기
② 실험 시약
③ 실험 방법

3. Result & Discussion
① Result
② Discussion

4. Conclusion

본문내용

1. Abstract

Andreasen pipette을 이용해 입자를 포함한 용액을 침강시키면 침강 입자의 시간에 따른 직경 및 종말 속도, 적산 분포 등을 구함으로써 그 관계성을 파악해볼 수 있다.

본 실험에서는 침강 용액으로 10g/L의 CaCO_3 용액을 사용했으며 Andreasen pipette에 넣어 자유침강 시켰다. 1, 5, 10, 30, 60분 마다 침강액을 5ml씩 추출하여 Conical tube에 옮겨 담은 뒤 건조시켜 침강 입자의 질량을 측정하였다. 침강 시간과 침강 높이를 바탕으로 종말 속도를 구하고 침강 입자의 질량과 유체, 입자의 밀도, 점도 값 등을 이용해 입자의 직경을 구했다. 본 실험에서 입자의 자유침강은 Re<1인 층류이므로 Stokes’s law를 만족하여 식 (3)을 이용하여 입자의 직경을 계산했다. 최종적으로 적산 분포의 값을 구하여 이를 입자 직경에 대한 그래프로 그려 그 관계성을 파악해보았다.

실험 결과, 동일한 농도의 용액임에도 침강 시간이 지남에 따라 침강된 입자의 질량이 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며 그 값은 시간이 지날수록 감소하였다. 침강 입자의 직경 역시 시간이 지남에 따라 감소했고 종말 속도는 입자의 직경이 감소할수록 작게 나타났다. 적산 분포 값은 입자의 직경에 비례하여 증가하는 모습을 보였으며 그 경향성이 이론에 부합했으나 30, 60분에서의 입자 질량이 음수로 얻어져 적산 분포 값 역시 음수로 얻어지는 오류가 발생하였다. 따라서 이러한 오차가 발생한 원인에 대해 고찰하여 3.②에 정리하였다.

2. Experiment
① 실험 기기
(1) Andreasen pipette : 입자가 포함된 용액을 침강시켜 그 침강 속도를 측정함으로써 입자 크기의 분포를 측정하는데 사용한다.
(2) Pipette filler : 압력의 차이를 이용해 Andreasen pipette 내의 용액을 빨아올리는데 사용한다.

참고자료

· 2020 1학기 단위조작이론및실험1 실험노트
· 안전보건공단 화학물질정보 MSDS, “”
· 강석호, “분체공학”, 회중당, 37-40p (1995)
· 송승화 외 6인, “침강하는 물체의 종말속도 측정을 통한 항력계수 평가”, Journal of the Institute of Industrial Technology, 제14호, 43-49p (2016)
· 임굉⋅임재석, “화학공학의 단위조작”, 내하출판사, 132-135p (2009)
· 박창호 외 4인, “단위조작 입문”, 지인당, 395-402p (2001)