기체 확산 계수 측정 파이널 레포트

소개

기체확산계수측정
항온수조,
T자형 모세관을 통한,ㅡ에탄올 확산측정

목차

서론
이론
실험방법
실험결과
고찰
결론
참고문헌

본문내용

1. 서 론

확산이란 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것을 말하는데, 확산의 가장 보편적인 원인은 확산성분의 농도기울기이고, 농도기울기는 농도가 같아질 때까지 농도기울기를 없애는 방향으로 성분을 이동시킨다. 확산 성분을 고 농도 쪽에 계속해서 공급하고 저 농도 쪽에서 제거 하면서 농도기울기를 유지하면, 확산 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다. 이것은 여러 물질전달 조작의 특성이라 할 수 있다. 두 물질이 서로 물질을 전달하는 확산에서 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이며 정확한 확산계수의 측정은 물질 이동 조작에서 대단히 중요하다. 또한 확산계수는 온도, 압력, 조성의 영향을 받는다. 우리는 이번 실험에서 기체의 확산현상을 이해하고 기체의 확산계수를 구하는 방법을 습득하기 위해서 Stefan 확산 cell을 이용하여 공기나 질소중의 에탄올, 아세톤 또는 ethyl ether의 기상 확산계수를 측정하여 문헌 값이나 각종 추산 식에 의한 계산 값과 비교해 보고자 한다. 실험 중 시간에 따른 (를 측정하고 를 측정하여 이를 이용하여 확산계수를 구하고 이를 문헌 값과 비교 할 것이다.


2. 이 론

(1) 확산이론

확산이란, 혼합물 중에 상대적으로 휘발성이 큰 물질의 이동이 있는 것을 말한다. 확산이 일어나는 주된 원인은 확산되는 물질의 농도 차이 이며, 이것은 거리에 따라 농도가 달라지게 때문에 이를 농도 기울기라고 한다.

확산의 일반적인 원인은 농도 기울기에 있지만, 이밖에 압력 차에 의한 압력 기울기, 온도차에 의한 온도 기울기 또는 원심력과 같은 외부 힘에 의해서도 확산되기도 하는데 이러한 확산을 압력 확산, 열 확산 및 강제 확산이라고 한다.

예를 들면, 물과 접촉하고 있는 소금 결정은 물과 소금의 계면에서는 소금의 농도가 높고, 계면에서 멀어지면 소금의 농도가 낮아지는 걸 알 수 있다. 또 암모니아 수가 들어있는 암모니아수 병뚜껑을 공기 중에 열어두면, 그 주변에서는 암모니아 수가 발생하여 냄새가 고약하나 멀리 떨어질수록 냄새가 덜 나고, 시간이 지나면 거의 모든 지역에서 거의 같은 정도의 냄새가 나는 것을 확인할 수 있는데, 이것이 확산에 의한 현상이다. 우리는 2성분계에서 두 기체간의 확산을 알아보고자 한다.

참고자료

· ■ 화학공학실험2(교재)
· ■ 단위 조작(Chapter.17) / McGraw-Hill Korea
· ■ 단위 조작(부록 18, 부록 19) / McGraw-Hill Korea
· ■ 화학공학열역학 7th edition(부록 Antoine Equation) / McGraw-Hill Korea
· ■ Bennett, C.O. and Myers, J.E. : "Momentum, Heat, and Mass Transfer", 3rd ed.,McGraw-hill, New York, NY (1982), p. 514.
· ■ Wekty, J.R., Wicks, C.E. and Wilson, R.E. : "Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer", 3rd ed, John Wiley &Sons, New York, NY(1984), p.530.
· ■ Pommersheim, J.M. and Ranck, B.A., Ind. Eng.
· Chem. Fundam., Vol.12, No.2,(1973), p.246.
· ■ Reid, R.C., Prausnitz, J.M. and Sherwood, T.K. : "The Properties of Gases and Liquids", 3rd ed., McGraw-Hill, New York, NY (1977), p.544.