1.실험제목: 단일구의 침강 속도2.실험날짜: 2021/11/083.실험 이론유체가 흐르는 방향에서 유체가 고체에 미치는 힘을 항력이라고 한다.Newton의 제3법칙에 따르면 고체는 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 유체에 미친다고 하지만 일반적으로 유체중에 잠긴 물체의 벽은 흐름과 각을 이룬다. 벽 전단 중에서 흐름 방향 성분과 유체압력이 벽에 직각인 방향으로 작용하므로 이 두 성분의 합이 전체 항력이 된다.<중략>6.고찰이번 실험에서는 유체와 구체에 따른 항력계수를 두가지 방법으로 구해보았다. 그래프 상에서 레이놀즈의 수에 따라 분석하면 항력계수는 모든 경우 레이놀즈 수는 물>글리세린이고 쇠구슬>도자기 공> 골프공이었고 1000이상 200000미만이므로 0.455가 나왔지만 실험교재에서 주어진 식으로 계산하면 모두 다른 값이 나왔고 결과를 분석한 결과 두 방법의 오차가 매우 크게 발생했다.
1.실험제목:2.실험날짜: 2021/11/013.실험 이론공정을 제어하려면 출입하는 물질의 양을 알아야 하는데 질량유량을 직접 측정할 수 있는 유량계는 거의 없고 부피유량이나 평균 유속을 측정하는 것이 대부분이다. 평균 유속을 알면 부피유량을 구할 수 있고 부피유량과 운전조건에서의 밀도를 알면 질량유량을 구할 수 있다. 관이나 유로에서 유체전체의 유량을 측정하는 것을 전구경식 유량계(full bore meter)라고 하고 유로의 한 점에서의 유량이나 유속을 측정하는 것을 삽입식 유량계(insertion meter)라고 한다. 이번 실험에서는 전구경식 유량계인 벤튜리 미터계와 오리피스 미터계로 유량계수를 구하도록 한다.벤튜리 미터벤튜리미터는 원뿔형의 도입부, 목, 긴 원뿔형의 배출부로 이루어져 있다. 도입부 상단과 목의 압력탭을 마노미터에 연결해 도입부에서 속도의 증가에 따른 압력차를 측정한다. 기체유량의 측정도 가능하지만 대부분 액체의 유량 측정에 쓰이며 압력회복률이 커 동력소비량이 적다.단점으로는 가격이 비싸고 부피가 크며 목 지름과 관의 지름을 바꿀 수 없어 측정가능한 최대 유량이 정해져 있다.
1.실험제목: 반응속도에 대한 온도의 영향2.실험날짜: 2021/10/253.실험 이론활성화에너지란 화학반응이 진행되기 위한 필요한 최소한의 에너지이다. 반응물이 충분히 존재한다고 해서 반응이 진행되는 것이 아니고 입자의 유효충돌이 많아야 하며 반응물들의 입자 자체가 일정한 양 이상의 에너지를 가져야 하는데 이 에너지가 활성화 에너지이다.에너지가 필요하다는 것은 반응물이 가지고 있는 화학결합을 끊어야 하는 것을 의미하고 결합의 종류와 위치에 따라 에너지의 크기가 달라진다. 활성화에너지를 줄이거나 늘려 반응속도를 조절 할 수 있는데 이것이 촉매이다.위 그림과 같이 활성화에너지를 낮춰주는 정촉매를 사용하면 촉매를 통해 반응하므로 반응 자체는 복잡해지지만 활성화상태까지 필요한 에너지가 줄어들어 반응속도가 증가하게 된다. 활성화에너지만 달라지므로 반응물과 생성물의 엔탈피 차이(흡열,발열)의 크기에는 차이가 없다. 부촉매는 활성화에너지를 증가시키며 반응속도를 감소시키므로 원하지 않는 반응의 진행을 억제시킬 때 사용된다. 반응 물질과 같은 상이면 균일촉매, 반응 물질과 다른 상이면 불균일 촉매라고한다. 이번 실험에서는 모두 액체상 이므로 HCl은 균일 촉매이다.4.시약Ethyl acetate: 에탄올의 에스터 화합물로 주로 용매로 쓰인다. 산촉매 가수 분해 반응으로 acetic acid가 된다.Phenolphthalein 지시약: 산염기 구별하는 지시약으로 pH0~8.3은 무색, 8.3~10은 분홍빛을, 그 이상에서는 무색을 띤다. 에탄올에 잘 녹고 에테르에는 잘 녹지 않는다.0.5 N NaOH 수용액: 페놀프탈레인의 색 변화를 보고 시료에 남은 Ethyl acetate의 몰수를 구하기 위해 사용한다.1 N HCl: 산촉매 가수분해 반응에서 촉매로 사용되다.증류수Heating mantle 3개, stop watch, 500 ml Round Bottom Flask 3개, 200ul or 100ul 마이크로 피펫, 피펫에이드 및 초자
1.실험제목: COD 측정2.실험날짜: 2021/04/193.실험목적화학적 산소 요구량은 유기물이 산화제에 의해 분해될 때 소비되는 산소량을 나타내며, COD를 측정하여 시료의 오염 정도를 파악한다.4.실험 이론화학적 산소 요구량(Chemical Oxygen Demand, COD) 시험은 가정하수나 산업 폐수의 유기 물 오염도를 측정하기 위한 수단으로서 BOD대신 많이 이용된다.모든 유기물은 소수의 예외를 제외하고는 산성조건하에서 강한 산화제로 산화되며, 유기물을 CO2와 H2O로 되기까지 산화시키는 데 소요되는 총 산소량이 COD이다.COD분석은 가정하수와 산업폐수의 오염세기를 측정하는데 널리 이용된다.이 분석은 반응식에 따라 오염물질을 이산화탄소와 물로 산화시키는데 필요한 총 산소의 양으로 환산하여 측정하는 것이다.COD분석의 큰 장점은 짧은 시간 내에 분석결과를 얻을 수 있는 점이다. BOD의 측정에는 5일이 소요되는데 비하여 COD측정은 약 3시간 정도에 마칠 수 있다. 이 때문에 많은 경우 BOD분석의 대신으로 이용되고 있다. COD자료는 충분한 실험을 통하여 믿을만한 상관인자를 구하게 되면 BOD값으로 환산하여 해석할 수도 있다.폐수 및 하수분석에 주로 이용되고 있는 화학적 산소요구량의 시험방법에는 100℃에서 과망간산칼륨에 의한 COD와 중크롬산칼륨에 의한 COD등 여러 가지가 있으나, 우리는 과망간산칼륨법을 사용한다. 현재 우리나라 환경오염공정시험법과 일본의 JIS에는 과망간산칼륨법이 표준법으로 되어 있으나 미국의 Standard method에는 중크롬산칼륨법이 표준법으로 되어있다.과망간산칼륨 용액이 과거에 오랫동안 산화제로 사용되어 왔는데, KMnO4에 의하여 일어나는 산화는 화합물의 종류에 따라 크게 다르며 산화정도도 시약의 농도에 따라 상당히 변화한다. 이 산소 소비량은 언제나 BOD보다 상당히 작은 값을 나타내는데, 이것은 KMnO가 유기물을 완전 산화치 않고 어떤 제한된 한계까지만 산화하기 때문이다.가열반응 후에 소비된 과망간산칼륨량을 구하기 위해서는 반응후의 용액에 일정량의 수산나트륨 용액을 가하여 잔류된 과망간산칼륨(생성된 이산화망간 포함)과 반응시킨 다음에 잔류된 수산화나트륨을 과망간산칼륨으로 적정한다. 이와 같은 조작을 역적정이라 한다.COD Mn 의 계산COD Mn(mg/L) = (a-b) ×ｆ× 1000/V × 0.2CODMn : 100℃에서의 KMnO4에 의한 화학적 산소소비량(mg/L)a : 시료 적정에 소비된 0.025N KMnO4(ml)b : 바탕실험(Blank test)에 소비된 0.025N KMnO4(ml)f : 0.025N-KMnO4 용액 역가V : 측정시료에 사용된 용액량 (ml)5.실험기구 및 시약50ml burette, 4ml, 10ml pipette, 둥근 바닥 flask, 교반기 / magnetic bar, 0.025N-KMnO4 (Potassuim Permanganete, 과망간산칼륨) 용액, 0.025N-Na2C2O4 (Sodium Oxalate, 옥살산나트륨) 용액, C-H2SO4, Ag2SO4 (Silber Sulfate, 황산은) 분말6.실험방법1. 0.025N-KMnO4의 factor 결정1) 증류수 100ml을 삼각플라스크에 취하여 H2SO4(1+2) 10ml을 넣고, 여기에 0.025N-Na2C2O410ml을 넣고 60-80도로 유지하면서 0.025N-KMnO4로 엷은 홍색이 될 때까지 적정한다.Factor 결정 f = 10/X [X : 적정량(ml)]2. 미지시료의 농도 구하기* H2SO4(1+2) 100 ml 기준 – 증류수 약 50 ml에 진한 황산 33 ml을 천천히 녹이고, 증류수를 넣어100 ml로 맞춘다. (증류수:황산=약 2:1이 되도록)※ 황산에 증류수를 첨가하면 화상을 입을 수 있으므로 반드시 증류수에 황산을 넣어야 한다.1) 300ml 둥근 바닥 flask에 미지시료를 취한 후 증류수를 넣어 전량을 100ml로 한다.2) H2SO4(1+2) 10ml를 넣고 Ag2SO4 약 1g을 넣어 세게 흔들어 준 후 수분동안 방치한다.3) 0.025N-KMnO4 10ml를 정확히 넣고 flat bottom flask에 냉각관을 붙이고 냉각수를 냉각기에 흘리면서, flask속의 시료가 수욕조의 수면보다 낮게 하여 끊는 수욕 중에 30분간 가열한다.(이때 가열 후 KMnO4의 분홍색이 남아 있어야 한다.)4) 냉각관의 끝을 물 소량을 사용하여 씻어준 후 냉각관을 떼어낸다.5) 0.025N-Na2C2O4 10ml를 정확히 준비된 플라스크에 넣고 수욕조에서 60-80도로 가열한다.* 가열 후 KMnO4의 홍색이 사라지고 무색이 된다.6) 시료의 온도를 60-80도로 유지하면서, burette에 0.025N-KMnO4를 사용하여 용액의 색깔이 엷은 홍색이 되는지를 관찰하고 변색되는 점을 종점으로 한다.7) 같은 조건으로 공(blank) 시험을 한다.(증류수를 sample로 사용하여 실험)7.실험결과COD Mn(mg/L) = (a-b) ×ｆ× 1000/V × 0.2a = 3.8ml b = 2.5ml f=10/10.8=0.926 V=100ml CODMn=2.41물환경정보시스템에 따르면 2이상 3이하의 값으로 ‘lb(좋음)’ 수준이다.8.고찰Factor를 결정 할 때, 미지시료의 농도를 구할 때 모두 60-80℃로 가열했다. 그 이유는 적정 시 빠른 반응을 얻기 위함과 이 온도범위에서 가장 잘 반응하기 때문이며 만약 이 온도를 넘어가면 KMnO4가 분해되어 실험을 진행할 수 없다. 아래 화학식이 KMnO4 의 가열에 의한 분해를 나타낸다.2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2또한 실험 중 역적정을 수행하였는데 종말점이 직접 적정의 종말점보다 선명하거나 과량의 첫 번째 시약과 분석물질과의 반응을 완결 시킬 필요가 있을 경우 사용한다. 이 실험에서는 분석물질과의 반응을 완결시키기 위하여 수행한 것으로 추측된다.9. 참고문헌Han, Jeong In외, 화공생물공학 기초실험 동국대학교: 화공생물공학과, 2020물환경정보시스템( Hyperlink "http://water.nier.go.kr/" http://water.nier.go.kr/)J. Chem. Soc. A, 1971, 1821-1826Harris, D.C. (2003), Quantitavie Chemical Analysis (6 ed.), Macmillan. 129p
1. 실험목적부분 몰 부피의 원리를 이해하고 혼합물의 조성 변화에 따른 각 성분의 부분 몰 부피를 측정한다. 그리고 측정한 부분 몰 부피와 몰랄농도(m)와의 그래프를 그려보고 그 의미를 분석해 본다.2.실험이론비중병의 종류에는 하바드, 게이뤼삭, 르샤텔, 프크노메타, 차프만등이 있으며 사용방법은1. 비중병의 질량을 측정한다2. 측정하려는 액체를 병에 넣고 질량을 잰다3. 깨끗이 비우고 물을 넣은 뒤 질량을 잰다4. 액체의 질량을 물의 질량으로 나누면 비중을 알 수 있다.대부분의 열역학 변수들은 두 가지 종류로 구분된다. 하나는 양에 의존하는 크기 성질이며 다른 하나는 양에 의존하지 않는 세기 성질이다. 대표적인 크기 성질로는 질량, 부피, 열용량 등이 있으며 세기 성질로는 밀도, 온도, 압력 등을 들 수 있으며 자유에너지에 대한 부분 몰 성질인 화학 퍼텐셜역시 중요한 세기 성질이다. 동일한 종류의 크기 성질과 세기 성질 사이에는 (예를 들어 부피와 부분 몰부피) 다음과 같은 식이 성립한다.<중략>4.실험 기구 및 시약3M NaCl, 비커(500mL)1개, 비커(200mL) 5개, 눈금 실린더(100mL), 약수저, 유리막대
단일구의 침강속도 실험 결과 레포트
