[화공단위조작실험 A+] 액체 확산계수

소개

"[화공단위조작실험 A+] 액체 확산계수"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Date
3. Apparatus & Reagents
4. Result
5. Discussion
6. Reference

본문내용

1. Title
액체 확산계수
2. Date
2023.12.06 (수)
3. Apparatus & Reagents
1) Apparatus

<Figure 1. 실험 기구>
(1) Diffusion cell
(2) Capillary tube
(3) Acrylic vessel
(4) Magnetic stirrer
(5) Magnetic stirring bar
(6) Conductivity meter
(7) Parafilm
(8) 1000ml Graduated cylinder
(9) 250ml Volumetric flask
(10) Disposable dropper
(11) Beaker

<중 략>

5. Discussion
- 실험 원리에 대한 정리
이번 실험은 액체 확산계수를 실험적으로 구하는 예로서 1M의 NaCl 용액을 증류수에 확산시켜 그 확산계수를 구하는 것을 목적으로 진행된 실험이었다.
1) 확산
확산이란 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것이다. 확산의 가장 보편적인 원인은 확산 성분의 농도기울기에 있다. 농도기울기는 농도가 같아지도록 농도기울기를 없애는 방향으로 성분을 이동시킨다. 확산 성분을 고농도 쪽에 계속해서 공급하고 저농도 쪽에서 제거하면서 농도기울기를 유지하면, 확산 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다. 이것은 여러 물질전달 조작의 특성이다. 침출이나 흡수 같은 다른 물질전달 조작에서는 비정상상태의 확산이 일어나며 평형에 가까워짐에 따라 농도기울기(농도구배)와 flux가 시간에 따라 줄어든다. 확산은 고체나 유체의 정제층을 통한 분자이동에 한정되지 않고 다른 조성을 갖는 유체가 섞이는 경우에도 일어난다. 혼합의 첫번째 단계는 난류의 에디운동 특성에 기인한 물질전달이다. 이것을 에디확산(eddy diffusion)이라고 한다. 두번째 단계는 아주 작은 에디 간 및 에디 내부의 분자확산이다. 때에 따라서는 확산공정은 확산방향에 평행한 방향의 혼합물 벌크흐름에 동반된다. 열은 물질이 아니라 이동중인 에너지인 반면 확산은 물질의 실제 흐름이라는 사실로부터 열전달과 물질전달의 차이를 알 수 있다.

참고자료

· 워렌 리 맥 카베 외 2, McCabe의 단위조작(7판), 한국맥그로힐 (2017)
· 오해진, "액체상에서 물체의 운동에 관한 연구.", 국내석사학위논문 漢陽大學校 大學院, p.18-20 (1999)