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단순 분별증류 - 결과

단순·분별·수증기 증류-결과보고서-▣ 단순 증류와 분별 증류 결과분석1. 실험목적정제방법중 하나인 증류에 대해서 알아보고, 단순, 분별, 수증기 증류법의 원리와 특성을 이해하여 어떠한 혼합물에 적절한 증류법을 적용하여 얻어내고자 하는 물질을 얻어내는 것으로 한다.2. 결과값**LC를 이용하여 농도를 구하는 방법**기준물질을 만들어 LC로 측정하여 각각의 퍼센트에 따른 height값을 얻은 후 검정곡선을 그린 후 분석하고자 하는 물질의 height 값을 검정곡선 함수 값에 대입하여 %를 구하는 것인데 이것을 컴퓨터가 다 계산하여 %값을 구해주므로 우리는 그 값이 맞는지만 확인해 본다.① 에탄올 10%, 30%, 50%, 70%의 검정곡선우리가 기준물질을 10%,30%,50%,70%의 에탄올을 만들었지만 lc값의 결과값을 보면 정확하게 맞추지 못하였다. 따라서 아래와 같은 검정곡선이 그려진다.② 에탄올 11.214%, 31.729%, 51.75%, 66.439%의 검정곡선원래는 기준물질을 에탄올 10%,30%,50%,70%로 만들었지만 실제로는 다음과 같은 함량을 가지는 에탄올로 기준물질이 되었다. 다음의 검정곡선을 가지고 이제 측정하고자하는 시료의 에탄올 함량을 구할 수 있다. LC 결과 값 표에는 모두 컴퓨터가 계산해주어 에탄올의 %함량이 모두 계산되어 있지만 몇 개만 위의 검정곡선의 함수를 활용하여 %함량이 맞는 값인지 확인해 보았다. initial sample의 경우 height 값이 59700, 에탄올 함량이 21.156%로 표시되어있다. 위의 검정곡선 함수에 y에 59700을 넣고 x값을 계산해보면 21.156값이 정확하게 들어맞는다. 마지막으로 하나 더 살펴보면 단순증류 1차 실험의 height값은 156591, 에탄올 함량이 55.493%로 표시되어있다. 마찬가지로 위의 검정곡선 함수에 y에 156591을 넣고 x값을 계산해보면 55.492값이 나와 거의 정확하게 맞는다.initial sample 표단순 증류 1차 표③단순 증류와 분별 증류의 Ethnol 농도 % 비교LC값들의 결과 값을 이용하여 해당되는 %는 다음과 같다.밑의 표는 initial sample(물80ml + 에탄올20ml)을 제조하여 단순증류 3번 실험, 분별증류 한번 실험한 값이다.종류initial sample단순증류1차단순증류2차단순증류3차분별증류Ethanol 의 양(단위 %)21.15655.49350.90754.32869.4993.결과해석최초의 샘플 21.156%의 ethanol을 단순증류로 첫 번째는 55.493%, 두 번쨰는 50.907%, 세 번째는 54.328%로 최초 샘플 보다 농도가 더 진하게 측정 되었다. 이것은 단순증류를 이용하여 에탄올을 물과 증류하여 더 진한 농도를 얻었다고 볼 수 있다. 단순 증류를 실시할 때 온도가 급격히 변하는 지점이 발생하는데 이 지점을 바로 ethanol이 증류되어 나오는 시점이라고 볼 수 있다. 이 온도가 급격하게 변하는 시점이 78도 부근 이었다. 이 지점이 ethanol의 끓는점이었다. 단순 증류로 농도가 initial sample 보다는 높게 나왔지만 100%가 나오지는 못한 이유는 에탄올만 증발되는 것이 아니라 수증기 상태의 물증기도 존재하기 때문에 같이 응축하는 것으로 예상된다. 분별증류는 ethanol의 함량이 단순증류보다 예측한대로 높게 69.499%로 높게 나왔다. 분별증류는 단순증류보다 단수가 높기 때문에 더 많은 증류효과로 인해 더 높은 ethanol 함량이 나왔다.단순증류분별증류▣ 수증기 증류1. 실험목적정제방법중 하나인 증류에 대해서 알아보고, 단순, 분별, 수증기 증류법의 원리와 특성을 이해하여 어떠한 혼합물에 적절한 증류법을 적용하여 얻어내고자 하는 물질을 얻어내는 것으로 한다.

공학/기술| 2016.12.17| 5페이지| 3,000원| 조회(346)

분별 증류, 결과레포트, 단순 증류, 단순 분별증류

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액체와 고체의 물성측정 - 결과 평가A+최고예요

액체와 고체의 물성측정-결과보고서-▣ 고체와 액체의 밀도측정1. 실험목적-액체의 밀도측정 : 밀도와 비중의 개념을 이해하고, 게이뤼삭 비중병을 이용하여 물과 에탄올의 밀도를 측정할 수 있다.-고체의 밀도측정 : 겉보기밀도와 절대밀도의 개념을 이해하고, 가스피크노미터와 비중병을 이용하여 고체의 겉보기밀도와 절대밀도를 측정할 수 있다.2. 결과값① 비중병을 이용한 액체의 밀도측정 방법-50ml 비중병에 채운 증류수와 에탄올(10%)의 질량(g) 구하기증류수를 담은 비중병(g)에탄올을 담은 비중병(g)75.4874.72(50ml 비중병 질량 : 24.40g)증류수 질량(g)에탄올 질량(g)75.48-24.40=51.0874.72-24.40=50.32증류수의 밀도 : 51.08g/50ml= 1.0216g/ml , 에탄올의 밀도 : 50.32g/50ml=1.0064g/mld _{x} = {M _{x}} over {V} = {M _{x} d _{r}} over {M _{r}}를 이용하여 증류수를 이용하여 에탄올의 밀도를 구해보면rho _{(ethanol)} = {W _{(ethanol)}} over {W _{(water)}} TIMES rho _{(water)}={50.32g} over {51.08g} TIMES 1.0216g/ml=1.0064g/ml 식이 일치한다.② 비중병을 이용한 고체의 겉보기밀도측정 실험방법- 빈 비중병의 질량 (A) : 26.18g- 고체를 함유한 건조 비중병의 질량 (B) : 28.34g- 액체로 채운 비중병의 질량 (C) : 49.34g- 고체를 함유하고 액체 시료를 채운 비중병의 질량 (D) : 50.21g- 고체의 부피LEFT { (C-A)`-`(D`-B) RIGHT } ` TIMES ` {cm ^{3}} over {1g}= 1.29cm ^{3}(측정사진)▣ 액체의 점도 측정1. 실험목적Ostwald 점도계를 사용하여 여러 종류의 액체의 점도를 측정해 본 뒤 온도에 따른 점도의 변화를 관찰해본다.2. 결과값- 시료의 점도 (η{} _{eqalign{1#}})- 기준물질의 점도 (η{} _{2}) : 1cp=1g/mxs- 시료의 밀도 (ρ{} _{eqalign{1#}})- 기준물질의 밀도 (ρ{} _{2}) : 0.99821g/mL at 20'c- 시료의 유하시간 ( t{} _{eqalign{1#}})- 기준물질의 유하시간( t{} _{2}) : 26.98s- η{} _{eqalign{1#}} 를 구하기 위한 식 :{eta _{1}} over {eta _{2}} `=` {rho _{1} t _{1}} over {rho _{2} t _{2}}- 물 50g에 설탕 5g, 15g, 25g 녹임 / 각각의 부피는 54.5ml , 60ml, 66ml시료의 종류9.1% 설탕물23.1% 설탕물33.3% 설탕물시료의 유하시간 ( t{} _{eqalign{1#}})32.86s51.76s79.21s시료의 밀도 (ρ{} _{eqalign{1#}}){55g} over {54.5ml} =1.01g/ml{65g} over {60ml} =1.08g/ml{75g} over {66ml} =1.14g/ml시료의 점도 (η{} _{eqalign{1#}})1.23cp2.08cp3.35cp(측정 사진)▣ 액체의 표면장력 측정1. 실험목적표면장력의 개념을 이해하고 Du Nouy법을 이용한 표면장력을 구하는 방법을 익힌다.2. 결과값실험을 통해 측정한 값은 물의 질량이 포함된 힘이며 F이다.또한 S는 겉보기 표면장력이다.S``=` {F(물의`질량이`포함된`힘)} over {2 pi (r _{1} +r _{2} )}F에 포함된 물의 질량을 보정하기 위한 보정계수를K라 하면K=0.7250+ sqrt {{0.01452S} over {L ^{2} (D-d)} +0.04534- {1.679r} over {R}}( R : 고리의 반지름 / r : 고리의 단면반지름 / D : 액체의 밀도 / d : 공기의 밀도 )이렇게 실험에서 구한 표면 장력 S에 보정상수 K를 곱해줌에 따라 보정된 표면장력을 구할 수 있다.σ(보정된 표면장력) = S × K-r _{1`}: 13.38mm -r _{2} : 12.56mm-K APPROX 0.7250종류증류수9.1% 설탕물23.1% 설탕물33.3% 설탕물S:보정전 표면장력(dyne/cm ^{2})3.743.192 .822.45K(보정계수)0.7250σ: 보정후 표면장력(dyne/cm ^{2})2.712.312.041.78(측정사진)▣ 개별토의액체와 고체의 밀도측정에서는 항온조에서 실시하여서 액체의 부피가 일정한 값을 가져야 하나 실제 실험에서는 항온조에서 실시하지 않아 원래 물의 경우 25도에서 0.9g/ml정도이나 1.0216g/ml으로 약간의 오차가 발생한 것 같다. 에탄올의 밀도를 식을 이용하여 계산한 값과 실험을 통하여 계산한 값은 일치하게 나왔으므로 비중병을 다루어서 밀도를 측정하는 과정은 잘 진행 되었다.고체의 밀도측정에서는 별다른 어려움 없이 실험이 진행되었다.액체의 점도측정에서는 설탕물의 농도가 증가함에 따라 예측한대로 농도가 증가함에 따라 점도가 증가하는 값을 계산할 수 있었다.마지막으로 액체의 표면장력 측정에서는 기기를 다루는 부분에서 많은 어려움이 있었다. 수동식으로 측정되는 것이라 동일한 조건에서 백금링을 일정한 속도로 들어 올려도 각 측정마다 일정한 값이 측정되지 않았다. 백금링이 매달려 있는 얇은 금속 부분의 반응이 일정하지 않은 것 같았다. 하지만 여러번 실험하여서 이론 상식에 맞는 농도가 증가 할수록 표면장력이 감소하는 값을 측정 할 수 있었다. 이번에 가스피크노 미터를 통한 절대미도는 측정하지 못하였지만 액체와 고체의 여러 물성을 측정하는 방법과 그 측정한 값을 가지고 물성값을 계산하는 이론을 익힐 수 있었던 실험이었다

공학/기술| 2016.12.17| 5페이지| 3,000원| 조회(168)

밀도측정, 결과레포트, 물성측정, 액체와 고체, 액체와 고체의 물성측정

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액체와 고체의 물성측정 - 예비

액체와 고체의 물성측정-예비보고서-▣ 고체와 액체의 밀도측정1.실험목적-액체의 밀도측정 : 밀도와 비중의 개념을 이해하고, 게이뤼삭 비중병을 이용하여 물과 에탄올의 밀도를 측정할 수 있다.-고체의 밀도측정 : 겉보기밀도와 절대밀도의 개념을 이해하고, 가스피크노미터와 비중병을 이용하여 고체의 겉보기밀도와 절대밀도를 측정할 수 있다.2.실험이론① 개념-액체의 정의 : 물이나 기름과 같이 자유로이 유동하여 용기의 모양에 따라 그 모양이 변하며 일정한 형태를 가지지 않고 압축해도 거의 부피가 변하지 않는 물질부피는 있으나 일정한 모양이 없고 유동성이 있는 물질-밀도의 정의 : 물질의 질량을 부피로 나눈 값으로 단위 부피당의 질량을 뜻하며 물질마다 고유한 값을 지니는 세기성질이다. 단위는 g/㎖, g/㎤ 등을 주로 사용한다.ρ : 물체의 밀도 (kg/m{} ^{3})rho = {m} over {v} m : 물체의 전체질량 (kg)v : 물체의 전체부피 (m{} ^{3})-밀도의 특성 : 질량은 온도와 압력에 변화에 따라 값이 거의 변화하지 않으나 부피는 온도와 기압에 따라 그 값이 변하므로 밀도를 측정할 때는 일정한 온도와 압력에서 물질의 질량과 부피를 정확하게 측정해야 한다.-밀도의 종류 : 겉보기 밀도, 절대 밀도-겉보기 밀도 : 가루, 알갱이 섬유상과 같은 물체는 물체가 차지하는 부피 이외에 공간(공극)을 가진 채로 존재하는 경우가 많다. 이 때 물체가 차지하는 부피와 공극의 부피의 합에 대한 물체의 질량`````````````````````````````````````````````````````````````` rho = {m} over {v(입자+공극포함부피)}공극이란? 고체 중에서 원자, 이온, 분자로 구성되지 않은 빈 틈결정성 고체는 금속 결정, 이온 결정, 분자(원자)성 결정이 있는데 금속 결정이나 이온 결정에서는 격자 결함에 의해 공극이 생기고, 분자성 결정에서는 격자 결함뿐 아니라 분자 형태의 소홀함에 의해 분자 간에 공극이 생기는 경우도 있다. 액마개가 붙어 있는유리병이다. 항온조장치 안에서 이 병 안에 액체를 채우고 마개를 하면가는 구멍으로부터 넘치는 양을 닦아낸 후 측정하고, 표준용액으로 이 과정을반복하여 표준용액의 질량을 구하여 비중을 계산한다.- 가스 피크노미터 기기(Ultrapycnometer 1200e)물질의 부피와 공극률의 측정을 위하여 디자인된 장비로서 미세 기공을 통과하는가스를 이용하여 최대한 정확한 고체 부피를 측정하며 이를 위해 사용되는 가스는반응성이 적고 작은 원자결정의 틈새와 기공을 통과해야하기 때문에 질소나 헬륨가스를 사용한다. 가스를 통하여 고체물질내의 Open Cell과 Closed Cell의 비율과 부피를 측정하고 고체의 질량을 고려하여 절대밀도를 계산할 수 있다.(Open Cell : 구멍이 뚫려있어 공기가 투과 될 수 있는 셀, closed Cell :구멍이 막혀있어 공기가 투과 될 수 없는 셀)가스 피크노미터 기기 안에는 2개의 방이 있는데 Sample Chamber에는 샘플을 넣고, Reference Chamber는 비어있는 채로 둔 뒤에 압력의 변화를 가하여 부피를 변화 측정, Reference Chamber는 기체로만 되어있어 보일의 법칙을 완전히 따르고, Sample Chamber는 샘플이 고체로 이루어져있어 압력의 영향을 받지 않고, 두 방을 비교하여 샘플의 부피를 구한다. 그 후 이를 통해 절대 밀도를 구한다.↑P _{S} `=`P _{R} `=`P _{sys} ↑P _{S} != P _{R}Ps(Vs-Vx) + PrVr = nRT (P _{S} != P _{R} )Psys(Vs+Vr-Vx) = nRT (P _{S} `=`P _{R} `=`P _{sys} )Ps(Vs-Vx) + PrVr = Psys(Vs+Vr-Vx)Vx = (PsysVs+PsysVr-PsVs-PrVr) / (Psys-Ps)(`P _{s} `:`Sample`Chamber`압력````/```V _{S} `:`Sample`Chamber`부피`/`P _{r} `:`Reference`Chamber`과 처리 방법d _{x} = {M _{x}} over {V} = {M _{x} d _{r}} over {M _{r}}```````# ````````d _{x} =시료의`밀도``````````````````````M _{x`} =시료의`질량# ```````d _{r} =`기준물질의`밀도``````M _{r} =기준물질의`질량# ```````V=`액체의`부피#※ 단, 20CENTIGRADE 에서 물의 밀도는 0.99821g/mL- 실험 시 주의사항1. 비중병 무게 측정 시 비중병 외부에 다른 물질이 묻어있으면 안 된다.2. 뚜껑을 닫을 때 액체가 끝까지 올라오도록 천천히 닫는다.3. 플런저를 밸브내로 억지로 집어넣지 않는다.4. 실험 시 사용하는 비중병의 부피는 정확하지 않으므로, 시료와 기준물질을 같은 비중병 에 무게를 재어야 한다.② 비중병을 이용한 고체의 겉보기밀도측정 실험방법- 실험 기구 및 시약저울, 게이뤼삭 비중병, 증류수, 고체(ex. 지우개)- 실험방법1. 빈 비중병의 질량을 측정한다. (A)2. 고체를 함유한 건조 비중병의 질량을 측정한다. (B)3. 액체로 채운 비중병의 질량을 측정한다. (C)4. 고체를 함유하고 액체 시료를 채운 비중병의 질량을 측정한다. (D)- 결과 처리 방법1. 고체의 질량을 구한다.고체를 함유한 건조 비중병의 질량 (B) - 건조 비중병의 질량 (A)2. 고체의 부피를 구한다.LEFT { (C-A)`-`(D`-B) RIGHT } ` TIMES ` {cm ^{3}} over {1g} 3. 고체의 부피와 질량을 이용하여 밀도를 계산한다.- 실험 시 주의사항1. 고체의 밀도가 액체보다 커서 고체가 가라앉는 것이어야 한다.2. 고체가 액체와 반응하거나 녹지 않아야 한다.③ 가스 피크노미터를 이용한 고체의 절대밀도 측정 방법- 실험 기구 및 시약가스 피크노미터 기기 , 다공성 고체(분필), 지우개, 폴리머 폼 , 전자저울, 버니어 캘리퍼- 실험 방법1. 압력 조절기를 이용하여 헬륨 가스의 압력을 5~7psi로 맞추고 장비의 전원 내를 통과하는데 각각t _{1},t _{2}의 시간을 소요하고, 관 양단의 액체 1, 액체 2의 압력차를dp _{1},dp _{2}라고 하면 Poiseuille의 법칙에 의해V`=` {pi r ^{4} dp _{1} t _{1}} over {8 mu _{1} l} `=` {pi r ^{4} dp _{2} t _{2}} over {8 mu _{2} l} 가 성립한다. 같은 높이의 액체에 의한 압력은 액체의 밀도에 비례하므로({dp _{1}} over {dp _{2}} = {d _{1}} over {d _{2}}),{mu _{1}} over {mu _{2}} = {d _{1} t _{1}} over {d _{2} t _{2}}라는 식이 나온다.-Hagen-Poiseuille's Law (푸아죄유의 법칙)관에 흐르는 점성 유체의 유량에 관한 법칙가는 원형 관을 통하여 단위시간에 흐르는 유체의 양(Q)은 관의 반지름(r)의 4제곱과 관 양끝의 압력 차(P1-P2)에 비례하고 길이(L)와 유체 점성도(n)에 반비례한다.eta = {pi r ^{4} Pt} over {8VL}(P:액체에 가해지는 압력, r= 모세관 반지름, t=액체가 흘러내린 시간 L=모세관의 길이, V=액체의 부피 η=액체의 점도)-뉴턴 유체 (Newtonian fluid) : 유체유동에 의해 발생하는 전단응력(shear stress)과 유체 속도의 변화율이 선형적인 관계를 나타내는 유체를 뉴턴 유체, 그렇지 않은 유체를 비뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)라고 부른다. 파이프(pipe) 속을 통과하는 유동은 대표적인 뉴턴 유체로써, 유체 내에 발생하는 전단응력은 파이프 내벽에 수직한 방향으로 유속의 변화율에 비례한다. 뉴턴 유체에 발생하는 전단응력은 수식적으로 유동에 수직한 방향으로 유속의 변화율과 점성(viscosity)의 곱으로 정의된다. 따라서 점성이 일정할 경우, 전단응력의 크기는 유속의 변화율에 비례하여 증가한다.뉴턴 유체의 가장 큰 특징은 유체의 성질이나 유동이 외부 하중과 1.Ostwald 점도계를 세척한다.- 비누와 물을 이용하여 깨끗하게 세척한다.- 적어도 5회 이상 증류수로 헹구어 낸다.2.피펫으로 증류수를 점도계에 넣는다.(약10ml)3.점도계를 25°C항온조 속에 넣고 열평형이 이루어질 때까지 기다린다.(약 5~10분)4.점도계의 위쪽에 고무 튜브를 연결하고 suction을 연결한다. 두개의 bulb가 있는 쪽으로 액체를 빨아들인다.5.수면이 a에서b까지 흘러내리는 시간을 스톱워치를 사용하여 측정한다.6.위 방법으로 최소한 네 번 이상 측정한다.7.점도계의 액체를 배출 시키고 완전히 건조시킨다.8.마찬가지로 설탕물이 흘러내리는 시간을 측정한다.9.온도를 30°C / 40°C,로 올려서 위와 같이 실험을 한다.10.주어진 온도에서 물의 점도와 비교하여 상대 점도를 구한다.- 결과 처리 방법Hagen-Poiseuille's Law에 따라서 다음 식이 유도된다.V`=` {pi r ^{4} dp _{1} t _{1}} over {8 mu _{1} l} `=` {pi r ^{4} dp _{2} t _{2}} over {8 mu _{2} l}(P:액체에 가해지는 압력, r= 모세관 반지름, t=액체가 흘러내린 시간 L=모세관의 길이, V=액체의 부피 η=액체의 점도)여기서 같은 높이의 액주에 의한 압력은 액의 밀도에 비례한다.{dp _{1}} over {dp _{eqalign{2#}}}={p _{1} t _{1}} over {p _{2}t _{ 2} }위 식을 위의 식에 대입하면,{eta _{1}} over {eta _{2}} `=` {rho _{1} t _{1}} over {rho _{2} t _{2}}( η{} _{eqalign{1#}} : 시료의 점도 / η{} _{2} : 기준물질의 점도 / ρ{} _{eqalign{1#}} : 시료의 밀도ρ{} _{2} : 기준물질의 밀도 / t{} _{eqalign{1#}} : 시료의 유하시간 / t{} _{2} : 기준물질의 유하시간 )이 식으로 2종의 액체를 사용하여 비점도를 측정할이다.

공학/기술| 2016.12.17| 16페이지| 3,000원| 조회(227)

밀도측정, 예비레포트, 물성측정, 액체와 고체, 액체와 고체의 물성측정

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액체 평형 분배율 측정 - 결과 평가C아쉬워요

액체의 평형 분배율 측정-결과보고서-1. 실험목적서로 섞이지 않는 두 액체 A와 B, 이들과 각각 섞이는 제 3의 액체 C로 이루어진 3성분계의 상태도를 측정하고 삼각그래프에 3성분계의 상호용해도와 맺음선을 그린다.2. 결과값▣CH _{3} COOH -H _{2} O 계에 있어서의 상호용해도 측정 (CH_3}Cl로 적정)[표1]용 액적정량(mL)10wt%CH _{3} COOH+ 90wt%H _{2} O0.425wt%CH _{3} COOH + 75wt%H _{2} O0.5840wt%CH _{3} COOH + 60wt%H _{2} O0.7060wt%CH _{3} COOH + 40wt%H _{2} O2.5▣CH _{3} COOH -CHCl _{3} 계에 있어서의 상호용해도 측정 (H_2}O로 적정)[표2]용 액적정량(mL)10wt%CH _{3} COOH+ 90wt%CH_3}Cl0.325wt%CH _{3} COOH + 75wt%CH_3}Cl0.540wt%CH _{3} COOH + 60wt%CH_3}Cl2.060wt%CH _{3} COOH + 40wt%CH_3}Cl5.2▣CH _{3} COOH -CHCl _{3} -H _{2} O 3성분의 맺음선 측정- 비중병을 이용해 각 상의 밀도를 측정상층:CH _{3} COOH +H _{2} O 하층:CH _{3} COOH +CHCl _{3} - 상, 하층의 용액 5mL를 분취하여 페놀프탈레인을 지시약으로 하여 1.0NNaOH로 적정[표3]용 액하층상층비중적정량(ml)비중적정량(ml)10wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 45wt%H _{2} O1.66.31.1133.720wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 35wt%H _{2} O1.5521.31.1350.430wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 25wt%H _{2} O1.51321.1674.040wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 15wt%H _{2} O1.460.61.2586.23.결과해석▣CH _{3} COOH -H _{2} O 계에 있어서의 상호용해도 측정 (CH_3}Cl로 적정)①CH_3}Cl의 밀도를 이용하여 [표1]에서 구한 적정량을 이용하여CH_3}Cl의 질량을 구할 수 있다. [ 질량 = 밀도 x 부피(적정량) ]② 적정에 사용한CHCl _{3}의 질량은 다음 표4와 같다.CHCl _{3} 의`밀도`= {비중병+클로로포름질량-비중병의`질량} over {비중병의`부피} = {(26.8-10.4)g} over {10ml} =1.64g/ml[표4]용 액적정량(mL)질량(g)10wt%CH _{3} COOH+ 90wt%H _{2} O0.40.65625wt%CH _{3} COOH + 75wt%H _{2} O0.580.951240wt%CH _{3} COOH + 60wt%H _{2} O0.701.14860wt%CH _{3} COOH + 40wt%H _{2} O2.54.1③ [표4]에서 구한CHCl _{3}의 질량을 이용해 각 물질의 wt%(질량분율)을 다시 계산한다.ex)H _{2} O :{H _{2} O` xg} over {CH _{3} COOH yg + H _{2} O` xg + CHCl _{3} ``zg} `X```100[표5]용 액H _{2} OCH _{3} COOHCHCl _{3}총 합10wt%CH _{3} COOH+ 90wt%H _{2} O0.87140.09680.0317125wt%CH _{3} COOH + 75wt%H _{2} O0.71590.23860.0454140wt%CH _{3} COOH + 60wt%H _{2} O0.56740.37830.0543160wt%CH _{3} COOH + 40wt%H _{2} O0.33200.49790.17011▣CH _{3} COOH -CHCl _{3} 계에 있어서의 상호용해도 측정 (H_2}O로 적정)①H _{2} O의 밀도를 이용하여 [표2]에서 구한 적정량을 이용하여H _{2} O의 질량을 구할 수 있다. [ 질량 = 밀도 x 부피(적정량) ]② 적정에 사용한H _{2} O의 질량을 구해보면,H _{2} O의 밀도는 1.0g/mL[표6]용 액적정량(mL)질량(g)10wt%CH _{3} COOH+ 90wt%CHCl _{3}0.30.325wt%CH _{3} COOH + 75wt%CHCl _{3}0.50.540wt%CH _{3} COOH + 60wt%CHCl _{3}2.02.060wt%CH _{3} COOH + 40wt%CHCl _{3}5.25.2③ [표5]에서 구한H _{2} O의 질량을 이용해 각 물질의 wt%(질량분율)을 다시 계산한다.ex)H _{2} O :{H _{2} O` xg} over {CH _{3} COOH yg + H _{2} O` xg + CHCl _{3} ``zg} `X```100[표7]용 액H _{2} OCH _{3} COOHCHCl _{3}총 합10wt%CH _{3} COOH+ 90wt%CHCl _{3}0.01480.09850.8867125wt%CH _{3} COOH + 75wt%CHCl _{3}0.02440.24390.7317140wt%CH _{3} COOH + 60wt%CHCl _{3}0.09090.36360.5454160wt%CH _{3} COOH + 40wt%CHCl _{3}0.20630.47620.31751▣CH _{3} COOH -CHCl _{3} -H _{2} O 3성분의 맺음선 측정①CH _{3} COOH 농도(N) 구하기N _{CH _{3} COOH} V _{CH _{3} COOH} ``=`N _{NaOH} V _{NaOH}N _{CH _{3} COOH```} ``=` {N _{NaOH} V _{NaOH}} over {V _{CH _{3} COOH}} ② 분취한 용액 5mL의 질량을 구한다.질량 = 밀도 x 부피③CH _{3} COOH의 질량을 구한다.CH _{3} COOH질량(g) =CH _{3} COOH농도(N) x 60g/mol x 0.005L(※ 노르말농도(N) = 몰농도(M) x 반응단위수이고CH _{3} COOH의 반응단위수는 1이라 1N = 1M로 계산한다.)④ 상층과 하층의 wt%(질량분율)을 각각 구한다.NaOH(N) = 0.5CH _{3} COOH(mL) = 5CH _{3} COOH의 분자량(g/gmol) = 60[표8]NaOH(V)(ml)초산(N')5ml 용액의 질량(g)초산(g)1상층33.73.375.551.011하층6.30.6380.1892상층50.45.045.651.512하층21.32.137.750.6393상층747.45.82.22하층323.27.550.964상층86.28.6056.252.586하층60.66.0671.818⑤ 용액의 상/하층의 wt(%)[표9]H _{2} OCH _{3} COOHCHCl _{3}1상층0.81780.18220하층00.02360.97642상층0.73240.26760하층00.08250.91753상층0.61720.38280하층00.12720.87284상층0.58620.41380하층00.25970.7403[표10]상층의CH _{3} COOH(g)하층의CH _{3} COOH(g)총CH _{3} COOH(g)CHCl _{3}(g)H _{2} O(g)TOTAL(g)11.0110.1891.27.8114.53913.5521.5120.6392.1517.1114.13813.432.220.963.186.593.5813.3542.5861.8184.4045.1823.66413.25⑥H _{2} O,CH _{3} COOH,CHCl _{3}의 질량(g)[표11]H _{2} OCH _{3} COOHCHCl _{3}총합10.33500.08860.5764120.30880.16050.5307130.26820.23820.4936140.27650.33240.39111⑦H _{2} O,CH _{3} COOH,CHCl _{3}의 질량분율(%)⑧ 삼각그래프A :CHCl _{3} B :H _{2} O C :CH _{3} COOH3.개별해석그림에서의 삼각형의 각 꼭지점은 순수한 물질을 의미하고, 삼각형의 변은 두 성분만 혼합된 상태이다. 둥근모양의 안에서의 상은 2개의 상으로 이루어져 있고 밖에서는 상이 1개로 존재한다. 원의 테두리는 임계점을 의미하고 원안에 4개의 직선이 맺음선이다. [표5,6]을 이용하여 원의 테두리인 임계점을 그릴 수 있고, 각 층의 분율을 알고 총 질량을 알기 때문에 [표11]과 같이 1, 2, 3, 4에 따른 각각의 분율을 모두 구할 수 있고 그것을 삼각도표에 기입을 하면 위 그림과 같이 그려진다.

공학/기술| 2016.12.17| 6페이지| 3,000원| 조회(195)

결과레포트, 상호용해도, 3성분계의 상태도, 평형 분배율 측정, 액체의 평형 분..

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액체 평형 분배율 측정 - 예비

액체의 평형 분배율 측정-예비보고서-1.실험목적서로 섞이지 않는 두 액체 A와 B, 이들과 각각 섞이는 제 3의 액체 C로 이루어진 3성분계의 상태도를 측정하고 삼각그래프에 3성분계의 상호용해도와 맺음선을 그린다.2.실험이론① 추출두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물 속에서 특정한 물질을 용해할 수 있는 용매를 사용하여 성분을 분리해 내는 방법이다.추출의 종류에는 산과 염기에 의한 추출, 연속 추출, 단순 추출등이 있는데 이번 실험에서는 단순추출법을 이용한다.- 단순추출서로 섞이지 않는 액체들을 단순히 용해도 차이만을 이용하여 혼합물로부터 어떠한 액체를 분리해낼 때 쓰이는 방법이다. 가장 많이 이용되는 것은 액체-액체 추출이며 분액깔때기를 이용하여 원하는 액체를 추출하는 방법이다.*분액깔때기:서로 섞이지 않는 두 액체의 혼합물을 상, 하층 두 개의 액상으로 나누는데액체를 각각 분리하는 깔때기*분액깔때기를 이용한 단순 추출 방법:분액깔때기가 길수록 한번 흔든 후에 두 액체가 분리되는 시간이 더 길어진다. 액체들이 비슷한 밀도를 가질 때는 층이 나누어지는데 많은 시간이 걸리므로 구형에 가까운 것이 유용하다. 분액깔때기 안에 내용물을 넣고 격렬하게 흔들어서 섞이지 않는 두 액체가 가능한 많이 접촉되도록 하여 짧은 시간 안에 액체-액체 평형에 도달할 수 있게 한다. 용매의 밀도를 알면 각 층의 확인이 쉽다. 하지만 용질의 농도에 따라 용매의 밀도가 달라질 수 있기 때문에 주의해야 한다. 층이 나뉘고 나서 우리가 넣어준 용매의 층에 원하는 물질이 녹아있게 되고 이와 같이 원하는 물질을 혼합물 속에서 추출하면 된다.-에멀젼서로 용해하고 화합하지 않는 2개의 액체중의 하나가 다른 하나의 액체 중에 미립자로 되어 분산되어 있는 것.-백탁현상섞이지 않는 두 용매에 의한 추출에서 완전하고 분명하게 두 층이 분리가 일어나지 않고 뿌옇게 보이는 현상으로 에멀젼의 한 형태이다.-분배계수K`=` {용매``S속에`있는`A의`농도} over {용매`S`` prime 속에`있는``A의`하는 원료 추출상 : 추출하려고 하는 상 추잔상: 추출하고 남은 상②상평형상평형이란 2개 이상의 상이 공존하면서 열역학적으로 평형을 이루고 있는 상태를 상평형이라고 한다. 이러한 상평형은 온도와 압력을 변화시킬 때 얻을 수 있다.각 상을 이루는 각 성분의 화학퍼텐셜은 같다는 조건이 성립된다. 상평형을 이루고 있는 경우에는 J. Gibbs의 상규칙이 성립한다.상평형에는 순물질에서 다른 상 사이에 이루어진 상평형의 경우와, 서로 다른 상에 있는 다성분계의 상평형의 경우가 있는데 각각 취급이 다르다.상평형의 모양은 상평형그림으로 표시되는 일이 많으며, 열평형에 있는 어떤 계의 온도나 압력을 서서히 변화시키면 한 상에서 다른 상으로 이동한다. 이러한 것을 상전이라고 한다.③Gibbs의 상규칙(phase rule)Gibbs의 상규칙(phase rule)에 따르면 온도, 압력, 농도만이 평형에 영향을 미친다면, 자유도 F(degree of freedom)는 다음과 같이 표시 된다.F = C - P + 2 (C: 성분의 수, P: 상의 수, F:자유도의 수)C: 성분 ? 각 상의 조성을 기술하는데 필요한 화학적으로 상이한 구성원의 최소수P: 상은 인접한 표면에 의해 계의 다른 부분들과 분리되는 균일하고 물리적으로 구별되는 계의 한 부분으로서 규정 할 수 있으며, 이 상의 수F : 자유도의 수는 계를 완전히 설명하기 위해 고정하여야 하는 세기변수들 (온도, 압력, 농,도, 굴절율, 밀도, 점도, 등)의 최소한의 수이다.정온정압에서 진행된다면 Gibbs의 상규칙은 F = C P 이고, 3성분 계에서는 F = 3 - P이다. 3성분계에서 1개의 액체상태가 존재하면 F = 2이다. 그리고 두 물질의 농도가 기입되어야 계를 완전히 표시할 수 있다. 만약 2개의 서로 섞이지 않는 액체상태가 존재하면 F= 1이고, 한 성분의 농도가 기입되어야 한다. 다른 것들의 농도는 상태도에 의해 확인될 수 있다.④ 상호용해도상호용해도란 일정한 온도에서 두 액체가 완전하게 섞이지 않고 두층으로 점 R과 E를 2성분계의 상호용해도라고 하며, 선분 RE를 맺음선이라고 한다.또, 용해도 곡선 위에 있는 점과 그 바깥 영역의 조성에서는 액체가 평형을 이루게 된다(균일액상). 그리고 그 곡선 안쪽에서는 두 액상층이 형성되고 바깥쪽에는 단일 액상층이 형성된다.⑤ 3성분계의 상평형도(상태도)3성분계의 상평형도에서는 정삼각형 좌표가 이용되며 표기는 질량분율로 표기한다. 그러므로 정삼각형 내 임의의 점의 세 성분의 합은 무게비율로 100%이여야 하며 세 꼭짓점은 한 성분(A,B,C)의 100% 무게 비율과 0%의 다른 두 성분을 나타낸다.세 변은 각각 세 가지 2성분 계(A, B), (B, C) 및 (C, A)을 나타내고 내부의 점은 세성분이 모두 존재하는 계에 해당한다. 그러므로 상태삼각형 내의 어느 점에서 각 변에 그어진 수직선분의 길이는 그 변의 반대쪽 꼭짓점에 있는 성분의 조성 퍼센트를 나타내게 되는데 그것을 아래에 그림과 함께 부연설명 해놓았다.C(어떤 꼭짓점)로 부터 그 대변에 선분을 그으면 그 선분상의 모든 점들은 꼭짓점의 성분을 제외한 두 성분들을 동일한 비율로 포함하게 된다.->삼각형의 닮은꼴을 이용하여{B의성분} over {A의`성분}={LM} over {LK} ={L prime M prime } over {L prime K prime }={L prime prime M prime prime } over {L prime prime K prime prime } 이 성립하기 때문이다.* 상평형도를 읽어보자.임의의 X점에서 A,B,C의 성분의 비를 구하려면A= X점에서 선분 BC에 수선을 내린 길이B= X점에서 선분 AC에 수선을 내린 길이C= X점에서 선분 AB에 수선을 내린 길이->A: B: C의 길이의 비율이 A, B ,C 성분의 비율이 된다. 즉 조성을 나타낸다.예)A와 C는 서로 섞이지 않는 용매이고 B는 그들과 각각 섞이는 제3의 액체이다. K점과 L점에서의 조성은?->K점은 50%B, 50%C, 0%A,L점은 60%B, 30%A, 10%C이다점을 잇는 선을 따라 이동.점a _{2}에 도달하면 상은 여전히 2개로 이루어지며, 이 때CH _{3} COOH의 양이 상대적으로 많은 점a _{2} ''는 추출상, 반면에 상대적으로 적은 점a _{2} '는 추잔상이다. 선a _{2} ` prime a _{2} prime prime 가 맺음선이 된다.(점a _{2} ''과 점a _{2} '에서는 점a _{1}과 달리 물과 클로로포름이 부분적으로 섞여있다. 이것은 이들이 녹는 것을CH _{3} COOH가 돕기 때문이다.)-a _{2} ``` -> ```a _{3}-a _{3}에서는 두 상이 존재하기는 하지만,CHCl _{3}가 주가 되는 상은 흔적뿐이다.-a _{3} ``` -> ```a _{4}- 아세트산을 더 가하여 계를a _{4}로 가져가면 전체 계가 단일상이 된다.3. 실험방법① 실험도구 및 시약- 도구뷰렛(25mL), 피펫, 분액 깔대기(100mL), 삼각플라스크, 비중병(10mL)- 시약증류수, Chloroform, Acetic acid, 페놀프탈레인 지시약,0.5N Sodium hydroxide② 실험방법1)CH _{3} COOH -H _{2} O계에 있어서의 상호용해도의 측정① 비중병을 사용하여CHCl _{3}의 밀도를 결정한다.②CHCl _{3}를 뷰렛에 넣는다.③ 아래와 같이 각 용액의 질량백분율로 용액을 준비한다.10wt%CH _{3} COOH + 90wt%H _{2} O 25wt%CH _{3} COOH + 75wt%H _{2} O 40wt%CH _{3} COOH + 60wt%H _{2} O 60wt%CH _{3} COOH + 40wt%H _{2} O? wt% : 중량비{물질`A의`g수} over {전체`물질의`g수} TIMES 100ex )10wt%CH _{3} COOH + 90wt%H _{2} O{xg} over {20g} TIMES 100``=10wt%```````` THEREFORE `x``=2g``CH _{3} COOH{yg} over {20g} TIMES 100``=90wt%``` 하기 위함이다.)⑤ 반응 종말점은 첫 번째 백탁이 생긴 점에서CHCl _{3}의 부피를 측정한다.(백탁 - 상이한 굴절률을 갖는 제2의 액상에서 형성된다.)2)CH _{3} COOH -CHCl _{3} 계에 있어서의 상호용해도 측정① 비중병을 사용하여 용액의 비중을 결정한다.②H _{2} O를 뷰렛에 넣는다.③ 아래와 같이 각 용액의 질량백분율로 용액을 준비한다.10wt%CH _{3} COOH + 90wt%CHCl _{3} 25wt%CH _{3} COOH + 75wt%CHCl _{3} 40wt%CH _{3} COOH + 60wt%CHCl _{3} 60wt%CH _{3} COOH + 40wt%CHCl _{3}④ 소량의H _{2} O으로 적정한다. 이때H _{2} O가 첨가될 때 마다 격렬히 흔들어 준다.)⑤ 첫 번째 백탁이 생긴 점을 반응종말점으로 취한다.3)CH _{3} COOH -CHCl _{3} -H _{2} O 3성분의 맺음선 측정① 아래와 같이 각 용액의 질량백분율로 용액을 준비한다.10wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 45wt%H _{2} O 25wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 35wt%H _{2} O 30wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 25wt%H _{2} O 40wt%CH _{3} COOH + 45wt%CHCl _{3} + 15wt%H _{2} O② 각 혼합용액을 100g의 분액깔때기에 분취하여 분취한 분액깔때기를 격렬하게 흔든 후, 마개를 열어 가스를 뺀다.③ 흔든 분액깔때기를 잠시 방치하여 상하층으로 분리시킨다.④ 비중병을 이용해 각 상의 밀도를 측정한다.상층:CH _{3} COOH +H _{2} O 하층:CH _{3} COOH +CHCl _{3}⑤ 0.5NNaOH를 뷰렛에 넣는다.? 0.5NNaOH 500ml제조노르말 농도 = 당량수 / 용액의 L수이때, 반응 단위수는 1이므로 g당량 = 화학식량, 당량수 = 시료의 질량 / 화학식량THEREFORE {.

공학/기술| 2016.12.17| 10페이지| 3,000원| 조회(200)

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