[단위조작이론및실험2]-단증류실험-예비레포트

소개글

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목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 증류 (Distillation)
(2) 단증류 (Simple distillation)
(3) Rayleigh 식 (Rayleigh equation)
(4) 라울의 법칙 (Raoult’s law)
(5) 돌턴의 법칙 (Dalton’s law)
(6) 기-액 평형(Vapor-liquid equilibrium)
(7) 휘발도 & 비휘발도 (Volatility & Relative volatility)

3. 실험 장치 및 기구

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적

단증류 실험 장치의 조작법을 이해하고, 이성분계의 단증류 실험을 통해 시간에 따른 유출액의 조성변화를 측정하며 단증류의 원리를 알아본다. 또한 본 실험 결과와 Rayleigh식을 이용한 계산 값을 비교한다.

2. 바탕 이론

(1) 증류 (Distillation)

여러 성분을 포함한 액체 혼합물을 분리하는 방법 중 하나로서, 화학 공장과 정류 산업에서 대표적으로 사용하는 조작이다. 액체 혼합물을 가열하여 특정 물질의 끓는점에 도달하면 증기가 발생하는데 이를 냉각시켜 순수한 액체를 얻을 수 있는데, 이 과정을 증류라 한다. 서로 다른 물질들의 끓는점 차이를 이용하여 특정 물질을 분리하며 이를 이용해 순수한 액체물질을 얻을 수 있을 뿐 아니라 물질의 순도를 조절할 수도 있다.

증류와 달리 증발은 액체 혼합물에서 액체를 기화시킴으로서 용질만을 얻어내는 과정을 말한다. 예를 들어 소금물을 증류시키면 소금과 물 모두 얻을 수 있지만, 증발을 이용하면 오직 소금만 얻을 수 있다.

(2) 단증류 (Simple distillation)

회분 증류(batch distillation) 중 가장 간단한 증류 방법으로 액체 혼합물을 가열하고 생긴 증기를 냉각시켜 낮은 비점을 갖는 액체를 분리하는 방법이다. 용기 내 용액의 조성과 분리되는 용액의 조성이 계속해서 변하므로 미분증류(differential distillation) 또는 회분단증류(simple batch distillation)이라고도 한다. 기화된 증기를 냉각시킨 후 반응용기로 다시 되돌려 보내는 조작을 ‘환류’라 하는데, 더욱 고농도의 유출액을 얻기 위해 진행된다. 단증류는 이 환류조작을 하지 않아 빠르게 진행 가능하며 이러한 단증류는 분리도가 낮아 실험실 혹은 소규모의 공업에 주로 이용된다. 비점의 차이가 작을수록 분리하기 어려우며, 액체 혼합물내의 성분수가 많을 경우 조작이 복잡해지는 단점이 있으나 방법이 간단하고 경제적이므로 널리 사용되고 있다.

참고 자료

“단위조작 이론 및 실험 2” 2020년 3학년 2학기 실험노트 p10-13
박창호 외 4인, 2001, “단위조작 입문”, 도서출판 지인당, p175-184
임굉 외 1인, 2005, “화학공학의 단위조작”, 내하출판사, p189-201