[화학공학실험 A+] 기체-액체 평형 실험 예비보고서

소개글

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목차

I. 실험제목

II. 실험목적

III. 기기 및 초자

IV. 이론적 배경
1. 증류
2. 증발과 응축
3. 라울의 법칙
4. 헨리의 법칙
5. 비휘발도
6. 공비혼합물
7. 기-액 평형

V. 실험방법

VI. 실험결과

본문내용

실험목적
본 실험에서는 증류의 개념을 이해하고, 기체-액체 평형을 관찰함으로써 이론과 실제를 비교하는 능력을 기른다.

기기 및 초자
실험 기구: 기액 평형 실험장치, 비중병, 50mL 비커, 부피 플라스크
기액 평형 실험장치

1) 증류 용기와 증기관의 구성

본 장치는 혼합시료를 증류하는 용기로 혼합시료 약 1.5L를 넣을 수 있다. 증류 열원은 용기 외벽을 감싸고 있는 Tape type의 Heater로 되어 있으며, 온도 조절은 좌측 전기조작 패널의 전압 Power 조절기로 열원을 일정하게 공급하도록 제작되었다.

2) 응축기 및 환류관의 구성

증기관을 통하여 올라온 증기를 응축시켜주는 냉각장치로, 냉각된 응측수를 받는 용기와 이 응축액을 증류 용기로 보내주는 환류관으로 구성되어 있다. 환류관은 4개의 콕으로 혼합용액의 농도와 온도변화를 측정한 후 다시 증류 용기로 보내지도록 하였다. 환류관의 재질은 투명한 PYREX GALSS이다.

<중 략>

이론적 배경
1. 증류
증류란 액체 혼합물을 끓는점 차이를 이용하여 분리하는 방법이다. 어떤 용질이 녹아 있는 용액을 가열하여 얻고자 하는 액체의 끓는점에 도달하면 기체 상태의 물질이 생긴다. 이를 다시 냉각시켜 액체 상태로 만들고 이를 모으면 순수한 액체를 얻어낼 수 있다.
증류는 그 장치와 가열 방법에 따라 단순 증류, 분별 증류, 감압 증류, 증기 증류 등으로 나눌 수 있다.

2. 증발과 응축
증발은 끓는점 미만의 온도에서 액체 표면의 원자나 분자가 기화하는 현상이다. 응축은 기체가 액체가 변화하는 현상으로, 압력이 일정한 상태에서 기체를 이슬점 이하로 냉각하거나 온도가 일정할 때 그 물질의 포화 증기압 이상으로 압력을 가할 때 일어난다.

3. 라울의 법칙
비휘발성, 비전해질인 용질이 녹아 있는 용액의 증기압 내림은 용질의 몰분율에 비례하며 또한 비휘발성 용액 속 용매의 증기압은 용매의 몰분율에 비례한다는 법칙이다.

참고 자료

최신화학공학실험/ 남영우/ 숭실대학교 출판부/ 2010/ p.189-205
일반화학/ McMurry 외 2인/ 자유아카데미/ 2016.02.10/ p. 488~493, 506-508
물리화학/ Peter Atkins and Julio de Paula / 교보문고/ 2017.03.02./ p.202-208
화학공학열역학 / J.M. Smith 외 3인/ Mc Graw Hill Education/ 2018.01.04./ p. 477-490
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