단증류 결과보고서

소개

"단증류 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 결과 분석
3. 토의
4. 결론
5. 참고 문헌
6. 실험 Data 처리
7. Data Table

본문내용

1. 실험목적
- 혼합물의 분리 방법인 증류와 증류 조작의 한 방법인 단증류를 학습함.
- 라울의 법칙과 휘발도의 정의를 통해 Rayleigh 식을 도출함.
- 단증류 실험 장치를 사용하여 단증류를 시행하고 유출과 잔류액의 조성을 파악함.

2. 결과 분석

에탄올 wt%
원액
잔류액
유출액
밀도
48.72
21.19
74.33
Rayleigh equation - 도식적분법
49.0
29.3
75.0
Rayleigh equation - 상대휘발도
49.0
40.9
66.0

- 유출액의 경우 물보다 에탄올의 끓는점(78℃)이 낮기 때문에 원액에서의 에탄올보다 더 많이 분리됨.
증류를 통해 구한 에탄올의 농도는 100wt%가 아닌, 20~100wt% 사이 값이 계산됨.
- 잔류액의 경우 유출액에서 에탄올의 비중이 크기 때문에 에탄올의 농도는 원액에 비해 낮아짐.
- 끓는점을 통해 분리하여 에탄올의 농도는 잔류액 < 원액 < 유출액의 경향을 보임.

3. 토의

이번 실험은 단증류를 진행하던 중 둥근 플라스크에 문제가 생겨 RAW DATA를 받아 결과 분석을 진행하였음. 단증류를 통해 물과 에탄올을 분리시켜 원액, 잔류액, 유출액으로 분리시키고 각각 밀도, Ralyleigh equation의 도식적분법, 상대휘발도 계산을 통해 용액의 조성을 확인함. 에탄올의 wt%는 잔류액 < 원액 < 유출액 순으로 모든 결과에서 동일하게 측정됨. 이는 에탄올이 먼저 분리되었기 때문임. 단증류는 끓는점 차이를 이용해 혼합물을 분리하는 방식이므로, 에탄올 수용액을 가열하면 끓는점이 78인 에탄올이 먼저 기화됨. 따라서, 잔류액에서는 50wt%보다 작고, 유출액에서는 50wt%보다 크게 측정됨. 에탄올의 끓는점보다 높고 물의 끓는점보다 낮은 온도에서 실험을 진행하여 순수한 에탄올이 모일 것이라고 예상하였음.

참고자료

· Robert H. PERRY, 『perry’s chemical engineers’handbook』, McGrawHill(1999), 1254쪽.
· Warren L. McCabe, 『McCabe의 단위조작』, McGraw-hill(2015).