[화학공학실험] VLE-LLE (4)

목차

1. 이론
1) 평형
2) 상평형선도
3) 액-액 추출
4) 실험기기

2. 결과
1) VLE
2) LLE

3. 토의
1) VLE 오차원인
2) LLE 오차원인
3) 물질 성분 분석방법

4. 추가 이론
1) VLE
2) LLE

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

1) 평형조건
화학 평형은 화학 반응에 있어서 반응물과 생성물의 농도, 분압, 혹은 화학적 반응성이 시간에 따라 변화하지 않는 상태를 의미한다. 화학 평형 상태는 동적 평형 상태로, 거시적으로는 반응물과 생성물의 양이 변화하지 않으나 실제로 반응은 계속 일어나고 있는 상태이다. 따라서 화학 평형은 반응이 전혀 이루어지지 않는 정적 평형 상태와는 구분된다.
평형 조건으로는 시간에 변화하지 않을 것, 계는 균일해야 할 것, 계와 주위 사이에 열, 물질, 일의 모든 교환이 없을 것, 화학 반응의 순 속도는 0일 것 등이 있다.
이것을 식으로 표현하면 다음과 같다.

2) Fugacity
화학퍼텐셜 μ는 화학적인 평형을 나타내는데 근본적인 기준을 제공하지만 그 사용이 매우 제한적이다. μ는 내부에너지와 엔트로피의 관계로 정의되는데 내부에너지의 절대값은 알 수 없으며 이로 인해 μ의 절대값 또한 존재하지 않는다. 게다가 μ는 P나 y값이 0으로 근접할 때 개념 식에서 음의 무한대로 발산하는 경우가 발생한다. 이러한 화학퍼텐셜을 대신하면서 그 단점을 배제할 수 있는 것이 fugacity이다. 실재기체의 비이상성을 고려하여 나타낸 열역학적 양으로 루이스에 의해 도입된 개념인데 비이상성이 보정된 압력을 말한다고 할 수 있다. 이상기체로서 순수성분의 fugacity는 필연적으로 압력과 동일하게 되고 다음과 같은 식을 만족한다.
fugacity는 chemical potential을 대신할 수 있는 값이므로 평형상태에서는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
용액을 구성하는 성분의 fugacity 계수는 같은 온도, 압력 및 조성하에서 Lewis/Randall 법칙에 따른 fugacity 값과 실제 fugacity의 비를 뜻한다.

3) Activity
활동도는 기준 상태에 비해 실험 상태에서 얼마나 그 활성이 큰지에 대해 나타내는 지표이다.

참고 자료

J. Gmehling, U. Onken, W. Arlt. Vapor-liquid equilibrium data collection. (1980). Ⅰ.190～204
J.M. Smith외 2명, 화학공학열역학, Mc Graw-Hill, p.345, 365, 377
http://www.chemguide.co.uk/analysis/chromatography/hplc.html : HPLC
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http://www.paduiblog.com/tags/gas-chromatography/ : GC data 예시
http://ko.wikipedia.org/ : 화학평형 검색
L. McCabe. Smith and Harriott, "Unit Operations of Chemical Engineering", McGraw Hill, Inc., New York, 521-531p, (1993).