이동현상실험 단증류 결과레포트

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5.실험결과

본문내용

1. 실험 목적
단증류 실험장치를 사용하여 장치의 조작법과 이성분계의 단증류 실험을 행하여 유출액 조성을 시간의 변화에 따라 측정하여 회분조작으로서 단증류의 원리를 이해하고 실험결과와 Rayleigh 식에 따라 의해 계산한 계산값과 비교해 본다.

2. 실험 이론

일정량의 혼합물을 증류기에 넣고, 열을 가해 비등시켜 발생하는 중기를 응축기로 냉각시켜 유출액을 얻는 증류방법을 단증류(simple distillation), 또는 미분증류(differential distillation)라 한다.
이 때 혼합물 중의 휘발성 물질이 증발함에 따라 증류기에 남아 있는 용액의 양과 조성은 계속 변화하는데 이론적으로는 이들 관계를 다음과 같이 구할수 있다.
단증류를 시작한 후의 어떤 순간에 증류기 내의 액량을 W[kg-mol], 저비점 성분의 몰분율을 x 라 하면 증류기 내에는 (W)(x)의 저비점 성분이 있게 된다. 이때 액과 평형상태에 있는 증기 중의 저비점 성분의 몰분율을 y라고 하자. dW 만큼 증류되었다고 하면 유출액 중의 저비점 성분의 양은 (y)(dW)이며, 증류기 내에 남은 액량은 (W - dW)[kg-mol]이며, 이것의 몰분율은 (x - dx)가 되므로 증류기 내에 남은 저비점 성분의 양은 (W - dW)(x - dx)[kg-mol]이 된다. 따라서 총괄 물질 수지식은 (10-1)식과 같다.

(10-1)

(10-1)식에서 2차 미분항을 무시하고 정리하면 (10-2)식과 같이 나타낼 수 있다.

(10-2)

최초의 증발기내 액량 W1으로부터 단증류 후의 증발기내 액량 W2, 이에 따른 액의 조성변화 x1으로부터 x2까지 적분하면 (10-3)식과 같다.

(10-3)

(10-3)식을 Rayleigh 식이라 한다.
여기서 원료에 대한 유출액량의 비를 유출률 β라 하면 (10-4)식과 같이 정의 된다.

참고 자료

없음