3성분계의 상평형도 결정 레포트 A+

소개

A+받은 레포트 입니다. 과제하시는데 도움이 되었으면 좋겠습니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
물, 톨루엔, 아세톤으로 이루어진 3성분 액상계의 상평형도를 정삼각형 좌표계에 나타냄으로써 3성분 액상계의 상평형 거동과 정삼각형 좌표계를 이해하도록 한다.

2. 이론
임의의 조성을 가진 계의 자유도 F, 독립 성분의 수 C와 상의 수 P 사이의 관계를 나타내는 깁스의 상평형 규칙은 다음과 같다. 여기에서 계의 자유도는 계를 설명하거나 상평형도에서 계의 상을 기술하는데 필요한 압력, 온도, 조성과 같은 변수의 수를 나타낸다. 독립 성분이란 계 속에 존재하는 모든 상들의 조성을 정의하는데 필요한 최소의 독립적인 화학종을 나타낸다. 이 때 상이란 화학적 물리적으로 균일한 물질의 상태를 말한다. 예를 들어 하나의 성분을 가진 물질이 기체 상태에 있다면 이는 C=1과 P=1을 의미하므로 깁스의 상평형 규칙에 따르면 자유도는 F=2가 된다. 이는 압력, 온도, 부피의 변수 가운데 두 개의 값으로 이 물질의 상태를 완전히 기술할 수 있다는 의미이다. 또 하나의 예로서 물의 경우, 기체, 액체, 고체 중 하나의 상만이 존재할 경우에는 위의 예처럼 2개의 변수가 필요하지만 상평형도에서 기체-액체나 고체-액체의 상 경계선에서는 두 개의 상이 공존하므로 P=2이고 따라서 자유도는 F=1이다. 이는 압력과 온도 중 어느 하나가 정해지면 다른 하나는 그에 따라 결정된다는 의미이다. 세 개의 상이 공존하는 삼중점(triple point)에서는 P=3이므로 자유도는 0이 되고 단일 성분계에서 삼중점은 온도나 압력이 임의로 변화할 수 없고 특정한 값으로 정해져 있다. 물의 경우 삼중점은 변화할 수 없는 독특한 점이며 이는 온도의 정의에 사용된다. 3성분계의 세 성분들의 몰분율은 을 만족시켜야 한다. 등변삼각형을 나타낸 상평형 그림은 이 조건을 자동적으로 만족시키는데, 이것은 이 삼각형 안의 한 점까지의 거리를 세 변에 각각 평행하게 측정해서 합하면 1이 되기 때문이다.

참고자료

· 이학일, 노승백, 최중재 공저, 물리화학실험, 계명대학교 출판부, 48-49p.
· Peter Atkins, Julio de Paula, 물리화학 10판, ㈜교보문고, 216-218p.