[화학공학 실험]평형의 결정(활성탄의 유기산 흡착반응)

목차

1. 실험 제목 : 평형의 결정
2. 실험 목적
3. 실험이론
4. 실험기구
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 실험 결과 해석 및 고찰
8. 참고 문헌

본문내용

첫 번째 가정은 낮은 압력에서는 유용하나, 두번째 가정은 흡착된 기체의 양이 증가하면 항상 성립하지 않는다. 기체의 압력이 포화 증기압에 도달해가면 전 표면에서 한정 없이 증기가 응축하게 된다.
세 번째 가정은 실제 표면이 불균일하므로 적합치 못하다. 즉, 기체 분자에 대한 친화도는 결정면에 따라 달라지고, 모서리와 깨진 틈 및 결정 결함에 의하여 서로 다른 종류의 결합상태가 주어지게 된다. 표면의 불균일성으로 말미암아 표면에 덮힌 정도가 증가하게 되면 결합 에너지가 감소하게 된다.
네번 째 가정의 부정확성은 실험적으로 증명되었는데 그것은 흡착된 분자의 표면 농도 증가에 따라 등부피 흡착열도 증가한다는 사실이었다. 이와같은 작용은 표면의 불균일성으로 인한 결과와는 반대되는 것이며, 흡착된 분자간의 횡적 인력에 의한 것이다.
다섯번 째 가정은 표면 피막이 가동적이라는 여러 종류의 증거가 있는 것으로 보아서 맞지 않는다.

③ 이번 실험에서 사용할 Langmuir 등온흡착식 Balance Equation
묽은 액체 용액에서 고체 표면 흡착에 적용할수 있는 이 방정식은 다음과 같다.

(x/w) = (Nm×k×c) / (1+ k×c)= k×c/(1+ k×c) (1)

여기서는 x는 용액의 농도가 c인 용질이 평형상태에서 흡착제 w g 에 의해 흡착된 용질의 몰수(무게/분자량)이다. 흡착 방해물이 없을 때는 상수 Nm은 단분자막에 대한 포화값이며 mol/g으로 나타내고 온도와는 무관하다.
하지만, 용액으로부터의 흡착과정에는 약간의 용매 방해작용이 있기 떄문에 Nm 의 이런 간단한 해석은 Langmuir 등온흡착식에 따르는 많은 계에 대해서도 타당하다고는 할 수 없다.

참고자료

· 물리화학, 이재원 외, 탐구당, 1994
· 물리화학, 황강의 외, 희정당,1994
· 물리화학, Robert G.Mortimer, 자유아카데미, 1994
· Rovert H. Perry, Perry`s Chemical Engineers` Hand Book, 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985
· P.W.Atkins, Physical Chemistry, 6th Edition,淸文閣 CHAPTER 27, p.941 - p.947, 2000