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화공기초 이론 및 실험 기체상수결정 예비레포트

예비레포트실험제목 :기체상수 결정조 :학 번 :이 름 :1. 실험 목적- 산소와 이산화탄소 기체를 발생시켜 이상기체 방정식을 이용해 산소와 이산화탄소 기체들이 얼마나 이상 기체 상수에 가깝게 측정되는지를 알아본다.2. 바탕 이론- 이상기체상태방정식 : 이상기체의 상태량들 간의 상관관계를 표현한 방정식으로 여기서 이상기체란 부피가 거의 0이고 상호작용이 거의 없어 분자 간 위치에너지가 중요하지 않으며 분자 간 충돌이 완전탄성출동인 가상의 기체를 말한다. 이상기체상태방정식은 아래의 3가지의 법칙을 이용하여 유도한다.Ⅰ. 보일의 법칙 : 기체의 양(n)과 온도(T)가 일정하면 기체의 압력(P)과 부피(V)는 반비례 관계에 있는 법칙이다. 식으로는 P TIMES V=일정으로 표현한다.Ⅱ. 샤를의 법칙 : 기체의 양(n)과 압력(P)을 일정하게 유지하면 기체의 온도(T)와 기체의 부피(V)는 비례한다는 법칙이다. 식으로는 V PROPTO T로 표현할 수 있다.Ⅲ. 아보가드로의 법칙 : 같은 온도(T)와 압력(P)에서 모든 기체는 같은 부피(V)속에 같은 수의 분자가 있다는 법칙으로 식으로는 V PROPTO n이다.위에 세 식을 합치면 다음과 같은 이상기체방정식이 나오게 된다.````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````PV``=`nRT#(P:압력`/`V`:부피`/`n`:기체의`몰수`/`R:기체상수`/`T``:`절대온도)- 기체상수 : 이상기체 상태방정식을 변형해서 도출할 수 있으며 이상기체라는 조건이라면 어떤 기체든 같은 값을 나타낸다. 하지만 현실에서는 이상기체가 존재할 수 없기 때문에 약간의 차이가 나오게 된다. 이상기체 1mol을 취하게 되면 기체상수 R=0.082atm BULLET L/mol BULLET K이다.- 실제 기체 방정식 : 실제 기체는 이상기체와는 달리 일정한 크기를 가지고 있으며 분자들 간의 인력도 작용한다. 따라서 실제 기체에는 이상기체상태방정식을 적용할 수 없어 수정하여 나타낸 식을 실제 기체 방정식이라고 하며 van der Waals 방정식이라고 한다. 실제 기체 방정식은 다음과 같이 나타낸다.(P+an ^{2} /V ^{2} )(V-bn)``=`nRT#```````(a,b는`van`derWaals상수)3. 실험 방법3-1. 산소기체 발생 실험Ⅰ. 다음과 같은 기체발생장치를 만든 후 시험관에 시료를 넣는다.Ⅱ. 시험관을 가열하면서 밀려나오는 물의 양을 관찰한다.

자연과학| 2017.06.01| 3페이지| 1,000원| 조회(83)

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화공기초 이론 및 실험 아세트산 흡착 예비레포트

예비레포트실험제목 :아세트산 흡착조 :학 번 :이 름 :1. 실험 목적- 활성탄을 이용한 아세트산 흡착을 통해 흡착 현상을 이해하고 흡착 등온선과 최대 흡착량을 계산해본다.2. 바탕 이론- 흡착 : 유체(기체와 고체)와 고체 또는 유체와 유체가 접하고 있을 때 유체의 특정 성분이 계면에서 유체 내부와는 다른 농도로 평형에 도달하는 현상을 흡착이라고 한다. 계면에서의 농도가 유체 내부의 농도보다 큰 경우는 정흡착이라 하고 내부의 농도가 낮은 경우에는 부흡착이라고 한다. 또한 흡착은 물리적 흡착과 화학적 흡착으로도 나눌 수 있다.- 흡착질과 흡착제 : 흡착질은 계면에서 흡착되는 물질을 말하며 용액에서의 흡착인 경우에는 용질을 지칭한다. 이와 반대로 흡착을 받아들이는 물질을 흡착제라고 하는데 공업적으로 활성탄이나 알루미나 등이 많이 사용된다.- 화학적 흡착 : 흡착제와 흡착질 사이에 전자의 이동 또는 공유와 같은 화학결합이 일어나 흡착이 일어나는 경우를 말하는데 이 때의 화학결합은 강한 결합이기 때문에 간단히 탈착되기 어렵다. 화학적 흡착은 주로 단분자층에서 흡착이 일어나며 Langmuir 흡착 등온선을 따른다.- 물리적 흡착 : 흡착제와 흡착질 사이에 분자들 사이의 힘인 van der Waals 힘에 의해 흡착이 일어나는 경우이다. 물리적 흡착은 주로 다분자층 흡착을 하는데 Freundlich 흡착등온식을 따른다.- 흡착등온식 : 일정 온도에서 흡착 평형이 이루어졌을 때 어떤 물질의 흡착량과 그 농도와의 관계를 나타내는 식이다.- Langmuir 흡착등온식 : Langmuir는 흡착할 수 있는 흡착점이 존재하고 이 흡착점이 다 채워진 최대 흡착에서 흡착에너지는 일정하며 흡착된 용질 사이에는 어떠한 분자상호작용이 없다는 가정에서 다음 아래와 같은 흡착 등온식을 유도하였다. Langmuir 흡착등온식은 단분자층 흡착에 적합한 등온식이다.q _{e} `=` {Q ^{0} bC _{e}} over {1``+`bC _{e}}(q _{e} :`흡착된농도`[mol/g]``C _{e} :`흡착되고`남은`농도`[mol/L])(Q ^{0} :`최대흡착량`[mol/g]``b:`Langmuir`상수)- Temkin 흡착등온식 : Temkin 흡착 온식에는 흡착제와 흡착질의 상호작용을 고려하며 흡착이 최대 결합에너지까지 결합에너지가 균일한 분포를 가진다는 가정을 하고 얻어진 등온식이다. 흡착 등온식은 다음과 같다.q _{e} `:` {RT} over {b} ln(AC _{e} )(A,b`:`상수) - Freundlich 흡착등온식 : Freundlich 흡착 등온식은 물리적 흡착일 경우 적용할 수 있고 식은 다음과 같다.lnq _{e} `=`lnK _{F} ``+`n`lnC _{e}(K _{F} `:`흡착등온식`상수)3. 실험 방법Ⅰ. 0.1g의 활성탄이 들어있는 삼각플라스크 6개를 준비하고 증류수로 희석시킨 0.5M의 아세트산을 메스플라스크를 통해 삼각플라스크에 넣어준다.

공학/기술| 2017.06.01| 3페이지| 1,000원| 조회(202)

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화공기초 이론 및 실험 평형상수결정 예비레포트

예비레포트실험제목 :평형상수 결정조 :학 번 :이 름 :1. 실험 목적- 반응에서 동적 평형 상태를 확인해보고 동적 평형 상태에서 반응물의 농도를 통해 평형상수(K)를 계산해본다. 또한 평형상수와 자유에너지(G)의 관계를 이해하고 계산한 평형상수를 이용해 자유에너지(G)를 계산해본다.2. 바탕 이론- 가역반응 : 가역반응은 화학반응이 일어날 때 정반응이 일어나면서 동시에 역반응이 일어나는 반응으로 정반응과 역반응의 속도가 같아 반응물과 생성물의 양이 일정해 반응이 진행되지 않은 것처럼 보이는데 이와 같은 상태를 평형상태라고 한다.- 평형상수 : 반응이 평형상태에 있을 때 반응물과 생성물의 농도관계를 나타낸 상수로서 온도에만 영향을 받는다. 기호는 K를 쓰며 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.aA`+`bB` ?cC`+`dD``(a,`b,`c,`d`:`계수)K`=` {[C] ^{c} BULLET [D] ^{d}} over {[A] ^{a} BULLET [B] ^{b}} `([A],`[B],`[C],`[D]`:`평형에서의`몰농도)- 평형상수와 자유에너지 : 자유에너지는 화학반응이 진행될 때 유효한 일을 하는 에너지이며 엔탈피(H)와 엔트로피(S)를 하나의 함수로 만들기 위해 도입하였다. 기호는 G를 쓰며 온도를 일정하게 하면 Gibbs-Helmholtz 식이라고 알려진 관계식으로 다음과 같이 표현할 수 있다.DELTA G`=` DELTA H`-`T DELTA S(G`:`자유에너지,`H`:`엔탈피,`S`:`엔트로피)자유에너지는 또한 반응지수(Q)와의 관계식으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.DELTA G`=` DELTA G DEG `+`RT`lnQ```(R``:`기체상수,`Q`:반응지수)만약 반응이 평형상태에 도달하게 되면Q`=`K이고DELTA G`=`0이기 때문에 평형상수와 자유에너지는 다음과 같은 관계식으로 표현할 수 있다.DELTA G DEG `=`-RT`lnQ자유에너지의 부호를 통해서는 그 반응이 자발적인지 아닌지를 알 수 있는데DELTA G`0이면 그 반응은 자발적으로 일어나 않는다고 할 수 있다.- Beer의 법칙 : 용기에 담긴 용액의 흡광도는 그 농도에 비례한다는 법칙으로 다음과 같은 식으로 표현한다.A`=` epsilon dc`(A : 흡광도, epsilon : 몰 흡광계수, d : 빛이 통과한 거리, c : 몰농도)3. 실험 방법Ⅰ. 용액 A와 용액 B를 아래 그림과 같이 만들고 5ml씩 혼합하여 표준용액을 만든다.

공학/기술| 2017.06.01| 3페이지| 1,000원| 조회(103)

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화공기초 이론 및 실험 UV흡착 예비레포트

예비레포트실험제목 :UV를 이용한 염료 흡착속도 결정조 :학 번 :이 름 :1. 실험 목적- UV사용법을 이용하여 염료의 흡광도를 측정하고 Beer-Lambert 법칙을 이용하여 흡광도로부터 용액의 농도를 구한다. 또한 염료의 시간별 흡착을 통해 반응속도 상수까지 구해본다.2. 바탕 이론- 흡광도 : 용액의 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 양 기호로는 A로 나타낸다.- Beer-Lambert 법칙 : 흡수된 빛의 분율은 통과되는 물질층의 두께에 비례한다는 Lambert 법칙과 흡수된 빛의 분율은 물질의 농도에 비례한다는 Beer의 법칙을 합친 것으로 흡광도 측정법의 가장 중요한 핵심이 되는 식이다. 식은 다음과 같다.A`=` epsilon dc`(A : 흡광도, epsilon : 몰 흡광계수, d : 빛이 통과한 거리, c : 몰농도)- 검량선 : 검량선은 Lambert-Bee 법칙은 어디까지나 이상적인 모델로부터 유도한 식이기 때문에 실제 시료에 대하여 이 법칙이 어느 정도 잘 맞는가를 검정하기 위해 그리는 그래프이다3. 실험 방법Ⅰ. Acid-red 40ppm, Acid-blue 80ppm을 만들고 각각의 염료를 8개의 conical tube에 넣는다. 활성탄 1000ppm을 각 염료용액에 넣어준다.Acid-blue 40ppm / Acid-red 80ppm활성탄 1000ppm을 염료용액에 넣어준다.Ⅱ. 지정된 시간(0, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 60 min)에 샘플을 큐벳에 여과하고 분광광도계를 이용하여 UV를 측정한다.

공학/기술| 2017.06.01| 2페이지| 1,000원| 조회(179)

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화공기초 이론 및 실험 비중과 밀도 예비레포트

예비레포트실험제목 :비중과 밀도 측정조 :학 번 :이 름 :1. 실험 목적- 비중과 밀도의 차이를 알고 비중병을 이용하여 혼합용액의 비중을 측정해보고 측정한 비중값을 통해 에탄올의 도수를 예측하여 본다.2. 바탕 이론- 밀도 : 밀도는 물질의 고유한 물리량으로서 단위부피당 질량으로 나타낸다. 단위는 주로 g/ml를 쓰며 일반적으로는 기체, 액체, 고체 순으로 밀도가 커진다. 또한 기체의 밀도는 압력과 온도에 영향을 많이 받는다.- 비중 : 비중은 기준물질의 밀도에 대한 대상물질의 밀도의 비로서 단위가 없는 무차원수이다. 기준물질은 액체와 고체의 경우 주로 1atm, 4℃의 물을 사용하고 기체의 경우에는 1atm, 0℃의 공기를 이용한다.- Pycnometric Method : 밀도를 측정하는 방법 중 비중병을 이용하는 방법으로서 비중병은 뚜껑에 구멍이 뚫려서 액체의 부피가 정확하게 측정이 가능하다. 물의 무게와 측정하려는 액체의 무게를 비교하여 비중을 측정하는 것으로 부피가 특정한 양으로 정해질 필요가 없다.3. 실험 방법ⅠⅡ- 먼저 비중병의 무게를 측정한다.- 증류수를 채운 비중병을 항온조를 이용하여 가열한다.

공학/기술| 2017.06.01| 2페이지| 1,000원| 조회(327)

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