[화학공학실험] 기체확산계수 측정

소개

기체확산계수 측정 예비 보고서 입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험 방법 및 실험 순서
5. 참고 문헌
6. 추론

본문내용

1. 실험 목적
① 확산계수는 물질이동속도를 지배하는 중요인자이며, 정확도가 높은 확산계수 data를 얻는 것이 물질이동조작에서 필요하다.
② 기상확산계수 측정방법은 많이 있지만 Stefan법이 가장 널리 이용되고 있다. 본 실험에서도 이 방법으로서 액상에서 기상으로 확산하는 용매들의 기상확산계수를 측정하고 각종 추산식에 의한 계산값과 비교한다.
③ 기상확산계수의 측정법을 터득함과 동시에 확산에 대한 개념이해와 총체적인 내용을 완벽하게 파악하는데 있으며, 기상분자확산 현상의 물리적 의미를 기체분자 운동론의 입장에서 이해한다.

2. 이론
- 확산 : 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것
- 확산의 원인
화학성분의 농도 기울기에 있다. 농도기울기는 농도가 같아지게끔 농도기울기를 없애는 방향으로 성분을 이동시킨다. 확산 성분을 고농도 쪽에 계속해서 공급하고 저농도 쪽에서 제거하면서 농도기울기를 유지하면, 확산 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다.
확산의 일반적인 원인이 농도기울기이긴 하지만, 외력장에 의해서도 확산이 일어날 수 있다. 이와 같은 외력장은 역삼투압과 같은 활동도 기울기, 압력기울기, 온도기울기, 원심분리기 같은 것들이 있다. 온도에 의해 생긴 분자확산은 열확산이며, 외력장에 의한 것은 강제확산이다. 또 확산은 고체나 유체의 정체층을 통한 분자이동에 한정되지 않고 다른 조성을 갖는 유체가 섞이는 경우에도 일어난다. 혼합의 첫째 단계는 난류의 와류운동 특성에 기인한 물질전달이다. 이것을 난류확산이라고 한다.
- Fick의 제 1법칙
확산이란 기체분자나 원자, 고체/액체 상태를 구성하는 원자가 화학포텐셜(chemical potential)차이에 의해 화학포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 구성입자가 이동하는 현상을 말한다.

참고자료

· Unit Operation of Chemical Engineering 6th, Mc Graw Hill, 2005, Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott, 이화영 외 공역
· 단위조작 실험, 김학준, 경남대학교 출판부, 1998