[화학공학]기-액 평형실험 결과레포트

목차

1. 서론
2. 실험
3. 계산
4. 결과 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

1. 서론
1) 목적
본 실험 장치는 물질 전달 과정의 하나인 증류 개념을 익히도록 설계 제작하였다. 이 장치는 일정한 압력 하에서 혼합 용액을 일정한 온도로 증발시키면 혼합 증기와의 평형 관계가 장치 내에서 이루어지는 것을 실측하도록 하였으며, 이러한 평형 관계를 측정하고 관찰할 수 있도록 제작되었다.
아울러 평형 증류에 대한 기초 지식과 장치의 조작 방법을 이해하고, 실습을 통하여 이론과 실제를 비교하도록 하며 분석 능력을 기르고, 장치의 기능을 익히도록 설계 제작하였다.

2) 이론
① 기-액 평형 이론
일정한 압력 하에서 혼합 용액을 일정한 온도로 증발시키면 혼합 증기와 평형을 이루는데, 그 관계는 아래 표 2-1에서 메탄올과 물계의 대기압 아래서의 기-액 평형 관계로 나타내었다.

② 단증류 실험의 측정과 기록
조작 방법은 기-액 평형 실험 방법에서 온도 조절 방법은 같으나, 응축액을 환류시키거나 일정 시간에 의한 일정량을 채취하여 비중계를 이용하여 비중을 측정하거나 기기분석을 통하여 기록한다.

③ 단증류의 원리
단증류는 일정량의 혼합 액체를 증류 용기에 넣고 열을 가하여 끓이고, 발생하는 증기를 응축기로 냉각시켜 유출액을 얻는 가장 간단한 증류 방법을 말한다. 이때, 혼합 용액중의 휘발성 물질이 증발함에 따라 증류 용기에 남아 있는 용액의 양과 조성은 계속 변하게 되는데, 이론적으로 이들의 관계를 다음과 같이 구할 수 있다.
기-액 평형 관계를 이미 아는 2성분계를 단증류 할 때, 어떤 순간에 증류기에 남아 있는 액량을 L, 그의 휘발 성분의 조성을 x, 또 유출액의 양을 V, 그 유출액의 조성을 y라고 하자. 짧은 시간 안에 증발된 양은 유출액과 같으므로, 다음과 같은 물질 수지식을 얻을 수 있다.
여기서 1과 2는 각가 초기 및 종료 조건을 표시하고 있다. 이 식은 2성분계의 단증류식 또는 레이라이(Reyleigh) 식이라고 부른다.

참고자료

· Warren L. McCabe 외 2인, “McCabe의 단위조작”, 7판, p.547~548, p.565~568, 사이플러스(2017)
· 김학준, “화학공학개론”, p.153-160, 문운당(2000)
· 박소진, “화학공학실험”, p.58-62, 충남대학교출판부(2010)