[실험레포트] VLE / LLE 실험 예비레포트

소개

"[실험레포트] VLE / LLE 실험 예비레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적

2. 이론
(1) 분리/정제공정
(2) 평형(equilibrium)
(3) 상률(phase rule)
(4) VLE(Vapor-Liquid equilibrium)
(5) LLE(Liquid-Liquid equilibrium)

3. 실험기기
(1) VLE 장비
(2) 기체 크로마토그래피

4. 장치조작방법

5. 실험방법

본문내용

1. 실험목적
화학공정의 주요 공정중 하나로 분리/정제를 꼽을 수 있다. 이에 대해 증류와 추출과정에 대해 알 필요가 있고, 핵심이 되는 상평형에 대해 이해해보고자 한다. 관련된 이론을 습득하고 기체 크로마토그래피에 대해 알아보자.

2. 이론
(1) 분리/정제공정
화학 또는 생화학 플랜트에 있어서 주요 공정은 크게 두 가지로 생각할 수 있는데, (주요)화학반응(chemical reaction)과 혼합물의 분리(separation of chemical mixtures)가 있다. 이에 동반되는 보조 작업에는 상 분리, 열 추가 또는 제거(열 교환기), 축 일(shaft work, 펌프 또는 압축기), 스트림의 혼합 또는 분할, 고형물 응집, 고형물 의 크기 감소 및 고형물의 크기 분리 등이 있다.
큰 범주의 과정 중 분리에 대해 생각해보자. 서로 다른 화학종에서 혼합물을 생성하는 것은 에너지가 필요 없는 자발적인 과정이지만, 반대로 혼합물을 순수한 성분으로 분리하는 역과정은 에너지가 필요한 비자발적 과정이다. 즉 반응에 필요한 물질과 필요하지 않은 물질을 분리하는 역할을 함과 동시에 에너지소모나 경제적인 면도 고려가 되어야하는 중요한 과정이다.
혼합물의 분리 공정에 있어 많이 사용하는 방법으로 증류, 추출, 재결정, 원심분리, 크로마토그래피, 막 분리 공정 등이 있다.

(2) 평형(equilibrium)
평형은 거시적 관점에서 변화가 없는 정적 상태를 말하는데, 변화의 경향성은 원동력(driving force)에 기인하기 때문에, 다른 말로 원동력이 없다는 것을 의미한다. 따라서 평형을 이루는 것은 모든 힘이 정확한 균형을 유지하 는 것이다. 원동력의 예로는 피스톤에 가해지는 압력과 같은 기계적 힘, 열의 흐름을 일으키는 온도 차이, 상전이 현상을 일으키는 화학 퍼텐셜의 차이 등이 있다.
평형과 관련하여 깁스에너지에 대해 알아볼 필요가 있다.

참고자료

· J. M. Smith and H. C. Van Ness, "Introduction to chemical engineering thermodynamics(8th)", The McGraw Hill education
· Kevin D. Dahm and Donald P. Visco, JR, “Fundamentals of chemical engineering thermodynamics(1st)”
· Douglas A. Skoog, “Principles of instrumental analysis (7th)”, Cengage learning
· https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e200112/e200112-201.pdf
· https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e200112/e200112-801.pdf
· VLE&LLE 실험 매뉴얼