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화학공정모사 프로그램의 종류 및 특징 평가A좋아요

1. 화학공정모사 프로그램화학공정모사기(Chemical Process Simulator)는 화학 공정을 열역학을 이용하여 수학적으로 모델화하고 이를 컴퓨터 하드웨어를 이용하여 실제 정유 및 석유화학공장에서 일어나는 상황을 묘사하는 소프트웨어이다. 이러한 화학공정 모사기에 실제 공정에 투입되는 물체의 물성치, 유량 및 운전조건이 주어지면 실제로 화학공장을 가동하지 않고도 짧은 시간과 비용만으로 실제와 거의 같은 결과를 얻을 수 있다. 그 이외에도 실제 공장에서 쉽게 예측할 수 없거나 실험할 수 없는 변수를 임의로 결정하여 테스트할 수 있으므로 빠르고 또 정확하게 결과를 얻을 수 있다.2. 화학공정모사기의 특징 및 장점화학공정모사기에 실제 공정에 투입되는 물체의 물성치, 유량 및 운전조건이 주어지면 실제로 화학공장을 가동하지 않고도 실제와 거의 같은 결과를 얻고 예측불가능 변수나 실험 불가능한 변수도 임의로 결정하여 테스트 가능하고 빠르고 정확한 결과를 얻을 수 있다.3.화학공정모사 프로그램의 종류(1)ASPEN-PLUS미국의 ASPEN Technology에 의해 개발된 Aspen Plus는, 약 1,700개 이상의 순수성분에 대한 데이터베이스가 내장되어 있으며, 60여개의 열역학 모델식과 60여개의 단위조작 장치를 모사할 수 있는 모듈이 내장되어 있다. 다만 화학공장이나 Pilot plant에서는 실제 화합물질을 다루어서 제품을 생산하지만 공정모사기에서는 화학물질의 물성이나 단위조작 장치를 다룰 수 있는 연립방정식을 푸는 것이 차이가 있다.(2)PRO/Ⅱ영국의 Invensys process system에 의해 개발된 PRO/Ⅱ는 정유/ 석유화학 등 공정을 목적으로 만들어 졌으며, Aspen plus 보다는 적은 약 1,700 여개의 순수 성분등 을 제공한다. 자료 입력의 편의성이 좋기 때문에 Aspen과 함께 세계적으로 널리 통용되고 있으나, 국내 산업체 보다는 국외에서 사용되고 있는 실정이다.(3)ChemCAD미국의 chemstations 에 의해 개발된 ChemCAD는 앞서의 2가지 공정모사기 보다는 작은 2,000 여개의 성분을 가지고 화학공정을 할 수 있게 만들어진 프로그램이다. 앞서의 2 공정 프로그램에 비해 상대적으로 작은 데이터를 포함하여 상대적으로 가격대가 저렴하며, 인지도 또한 낮은 실정이다. 우리나라 중. 소기업에서 잘 사용되고 있으며, 이마저도 Aspen plus 나, PRO/Ⅱ 로 바뀌고 있는 상황이다.

공학/기술| 2011.06.22| 2페이지| 1,000원| 조회(1,393)

화학공정모사

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표면장력계를 이용한 표면장력 측정 - 결과레포트

제목 : 표면장력계를 이용한 표면장력 측정5. 실험방법모세관 상승법 (Capillary rise method)⑴ 모세관의 한쪽 막힌 부분을 줄을 이용해서 자른다.⑵ 용액에 담글 부분에 표시를 하고 용액에 선에 맞추어 모세관을 넣는다.⑶ 용액이 모세관을 따라서 올라가면 잽싸게 꺼낸다.⑷ 처음에 표시해둔부분과 용액이 올라간 부분까지 거리를 측정한다.6. 계산 Calculation-모세관 상승법 계산부피(%)증류수Ethanol(10%)Ethanol(25%)Ethanol(50%)Ethanol(60%)Ethanol(80%)Ethanol(90%)Ethanol(100%)높이(cm)1.451.151.111.050.970.940.860.75,▶ 혼합액의 밀도 구하는 식① 물의 밀도 :② Ethanol(10%)의 밀도 :③ Ethanol(25%)의 밀도 :④ Ethanol(50%)의 밀도 :⑤ Ethanol(60%)의 밀도 :⑥ Ethanol(80%)의 밀도 :⑦ Ethanol(90%)의 밀도 :⑧ Ethanol(100%)의 밀도 :▶ 혼합액의 표면장력① H2O의 표면장력= 53.19dyne/cm② Ethanol(10%)의 표면장력= 41.31dyne/cm③ Ethanol(25%)의 표면장력= 38.60dyne/cm④ Ethanol(50%)의 표면장력= 34.50dyne/cm⑤ Ethanol(60%)의 표면장력= 31.13dyne/cm⑥ Ethanol(80%)의 표면장력= 28.73dyne/cm⑦ Ethanol(90%)의 표면장력= 25.63dyne/cm⑧ Ethanol(100%)의 표면장력= 21.78dyne/cm-에탄올의 몰% 변환에탄올의 몰(%) = 밀도 × 에탄올의 부피(%) ÷ 분자량① H2O :② 10% Ethanol :③ 25% Ethanol :④ 50% Ethanol :⑤ 60% Ethanol :⑥ 80% Ethanol :⑦ 90% Ethanol :⑧ 100% Ethanol :- 모세관 상승법의 결과부피(%)높이(cm)밀도(g/cm3)표면장력(dyne/cm)증류수1.450.9982153.19Ethanol (10%)1.150.97738941.31Ethanol (25%)1.110.946157538.60Ethanol (50%)1.050.89410534.50Ethanol (60%)0.970.87328431.13Ethanol (80%)0.940.83164228.73Ethanol (90%)0.860.81082125.63Ethanol (100%)0.750.7900021.78- 모세관 상승법의 부피(x축), 표면장력(y축) 그래프7. 고찰 Consideration이번 실험은 모세관 상승법과 표면장력계를 이용하여 표면장력을 측정하는 원리를 이해하고 그 차이를 비교해보는 실험이다. 그리고 표면장력이란 무엇이며, 모세관 상승법를 이용하여, 표면장력을 측정하고 그 원리를 이해하는 것이다.모세관상승법은 피펫 펌프를 이용하여 액체를 모세관으로 빨아 올린 후 중력에 의해 더 이상 흘러내리지 않을 때의 높이를 측정하였고, 표면장력 측정계로는 고리의 바닥부분이 용액 표면에 오도록 설치하고 수평이 되도록 맞춘 후 고리가 수면에서 떨어질 때의 눈금을 읽었다. 결과적으로 에탄올의 몰 퍼센트가 증가함에 따라 표면장력이 작아짐을 알 수 있었으며 몰 퍼센트가 0%와 20% 사이에서 가장 많이 감소했는데 이는 순수한 증류수와 에탄올이 혼합되면서 에탄올이 표면장력에 영향을 끼쳤기 때문이다. 또한 문헌값과 비교 해보면 표면장력 측정계로 측정하는 것이 모세관 상승법보다 정확하였다. 모세관방법을 이용하여 구한 표면장력 값은 위의 결과 값에서 볼 때 문헌 값과 각각 차례대로 -22.56, -17.73, -7.78, -0.81, -1.82, 1.47, 0.27, -0.87의 차이를 보였다.이 실험을 통해 표면장력에 대해 알게 되었다. 소금쟁이가 어떤 원리로 물에 떠다니는지 이제 알것 같다. 그리고 물과 에탄올은 모두 수소결합을 이루며 또한 에탄올이 물보다 분자량이 크다고 알고 있다. 만약 그렇다면 같은 수소결합을 이루고 있는 두 분자중에서 분자량이 더 큰 것이 인력이 더 클 텐데 어째서 물이 에탄올보다 월등하게 표면장력이 더 클까? 라고 생각했었는데, 에탄올 C2H6는 수소 결합을 안하는데 잘 몰랐던 부분이며, 수소결합은 F,O,N과 수소가 직접 결합 했을때 나타나는 분자간 인력이니 물은 수소결합하니 당연히 물이 표면장력이 쎄다는 것을 알게 되었다.이론적 배경을 그렇게 자세히 알지는 못했지만, 각 온도에 따른 물의 표면장력이 차이가 나는 것으로 봐서는 실험과정에서 오차의 원인으로는 자의 눈금이 0.1cm까지 눈금이 있기 때문에 좀더 정밀한 거리를 측정 할 수가 없었다. 그리고 로 다른 부피의 에탄올 혼합액을 만들 때 부피 메스실린더로 부피를 측정하여 용액을 만들었기 때문에 정확하지 않은 부피가 되었을 것 이다. 피펫이나 뷰렛과 같은 장치를 사용한다면 보다 정확한 부피를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 이러한 이유로 오류가 나왔다는 것도 알게 되었다.

공학/기술| 2011.06.22| 4페이지| 1,000원| 조회(441)

표면장력, 표면장력계

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표면장력계를 이용한 표면장력 측정 - 예비레포트

제목 : 표면장력계를 이용한 표면장력 측정1. 실험 목적 Object이 실험의 목적은 장력계(tensiometer)를 이용해서 액체의 표면장력을 측정하는 것이다.2. 실험 요지 Summary모세관 상승법과 표면장력계를 이용하여 표면장력을 측정하는 원리를 이해하고 그 차이를 비교해보는 실험이다.표면장력이란 무엇이며, Du nouy 표면장력계를 이용하여, 표면장력을 측정하고 그 원리를 이해한다.3. 실험 이론 Theory액체의 자유표면에서 표면을 작게 하려고 작용하는 장력을 표면장력이라고 한다. 비눗방울이나 액체 속의 기포 ·물방울 등이 구상이 되는 것은 이 힘이 액면에 작용하기 때문이며, 용기의 가장자리에 액체가 넘쳐 올라간 모양이 되어 쏟아지지 않는 것도 액체 표면에 장력이 작용하기 때문이다. 수면에 떨어뜨린 기름방울이 금방 퍼지는 것은 물의 표면장력이 기름의 표면장력보다 크고, 기름 층이 물의 표면장력에 의해 잡아 늘여지기 때문이다. 주위에서 흔히 볼 수 있는 것이 표면장력 현상이다. 따라서 본 실험에서는 모세관 상승 법과 표면장력 측정기에 의하여 액체의 표면장력을 측정하는 원리를 이해하고 증류수-에탄올 혼합용액에 대한 표면장력을 측정하는 방법을 습득해 본다.- 표면장력 (surface tension)액체의 자유표면에서 표면을 작게 하려고 작용하는 장력을 말한다. 비누방울이나 액체 속의 기포 ·물방울 등이 구상이 되는 것은 이 힘이 액면에 작용하기 때문이며, 용기의 가장자리 에 액체가 넘쳐 올라간 모양이 되어 쏟아지지 않는 것도 액체 표면에 장력이 작용하기 때문 이다. 수면에 떨어뜨린 기름방울이 금방 퍼지는 것은 물의 표면장력이 기름의 표면장력보다 크고, 기름층이 물의 표면장력에 의해 잡아 늘여지기 때문이다.- 표면장력이 생기는 원인표면장력이 생기는 것은 액체의 분자간 인력의 균형이 액면 부근에서 깨지고, 액면 부근의 분자가 액체 속의 분자보다 위치에너지가 크고, 이 때문에 액체가 전체로서 표면적에 비례한 에너지(표면 에너지)를 가지기 때문이며, 이것을 될 수 있는 대로 작게 하려고 하는 작용이 표면장력으로 나타난다. 따라서 표면장력은 단순히 액체의 자유표면뿐만 아니라 섞이지 않는 액체의 경계면, 고체와 기체, 고체와 고체의 접촉면 등, 대체로 표면의 변화에 대한 에너지가 존재할 때 생기는 현상이다. 이 때문에 표면장력 대신 계면장력 이라고도 한다.유리모세관의 한 끝을 물 또는 유리를 적시는 액체 속에 담그면 액체의 얇은 막이 유리표면을 덮고, 액체는 모세관을 따라 올라간다. 이러한 현상을 모세관 현상 또는 모관 현상이라고도 하는데, 모세관을 따라 액체가 상승하는 것은 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 일어난다. 수은과 물에 유리관을 넣었을 때, 수은은 관과의 부착력보다 응집력이 더 강하기 때문에 액면이 볼록해진다. 반면, 물은 응집력보다 부착력이 더 강하기 때문에 액면이 오목해진다. 표면이 볼록하면 관 안의 액면이 바깥의 액면보다 낮아지고, 오목하면 관 안의 액면이 더 높아진다. 즉, 수조에 담긴 물에 가는 관을 넣으면 관을 따라 물이 올라오게 된다. 반대로 수은은 더 내려가게 된다.이 식에서 γ는 표면장력, h는 액체의 상승 높이, d는 액체의 밀도, g는 중력 가속도, r은 모세관의 반경, θ는 모세관 벽과 액에의 접촉각이다.대부분의 경우, θ는 0o 이므로 cosθ = 1 이 되어 위 식은 다음과 같이 된다.이 식을 표면장력 계산에 사용하기 위해서는 반경 r인 모세관을 통해 상승된 밀도 d인 액체의 높이 h를 측정하여야 한다.장력계란 액체의 표면으로부터 고리를 떼어내는데 필요한 힘을 측정할 수 있도록 고안된 기구이다.4. 시약, 기구, 장치 Reagents, Instruments, Apparatus⑴기구, 장치- 드 누이(Nu Nouy) 표면 및 계면장력계 (6개의 35 × 50mm 샤알렛 포함)- 분동세트- 알코올 수준기기포관 수준기라고도 한다. 기포관(반지름이 큰 유리관의 일부)에 기포의 일부를 남기고 알코올 또는 에테르를 넣은 다음 밀폐하여 수평으로 된 판자에 고정시킨 것이다. 알코올이나 에테르를 사용하는 것은 저온에서도 얼지 않고 이동이 쉽기 때문이다. 기포를 이용하여 표면이나 평면의 경사를 측정하는 기기이다.⑵시약- H2O : 화학식를 가지며 표준 조건(STP : 섭씨 25℃ 1기압)에서 무색투명하고, 맛 과 냄새가 나지 않는다.- Acetone : 화학식분자량은 58.08으로, 향기가 있는 무색의 액체이다. 물 에 잘 녹으며, 유기용매로서 다른 유기물질과도 잘 섞인다. 그래서 물로 세척 이 되지 않는 물질을 아세톤으로 처리하면 쉽게 세척할 수 있어 일상 생활에 많이 사용된다. 예를 들어, 페인트를 지우는 데 쓰이며, 손톱에 바른 에나멜을 지우는 데에도 많이 쓰인다. 녹는점은 -94.6°C, 끓는점은 56.5°C이고 비중은 0.792이다.

공학/기술| 2011.06.22| 4페이지| 1,000원| 조회(539)

표면장력, 표면장력계

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활성탄을 이용한 흡착 등온식 - 결과레포트 평가A+최고예요

제목 : 활성탄을 이용한 흡착 등온식6. 계산 CalculationVk = 눈금플라스크의 부피, CNaOH = 시트르산 적정에 필요한 NaOH표준농도, VNaOH,0 = 1.0M 시트르산을 중화 시키기 위한 NaOH표준용액의 부피, VNaOH,1 = 여과용액을 중화 시키기 위한 NaOH표준용액의 부피, VS = 계의부피 로서 0.1L, mA = 흡착제의 질량으로 0.003Kg1) Vst 250.0ml 실험의 계산 과정= (1N×2.97ml×250.0ml) ÷ (3×10ml×250ml) = 0.0990N = 0.0990M= (1N×2.50ml) ÷ (3×10ml) = 0.0833N = 0.0830M= (0.0990M - 0.0830M) × 0.1L ÷ 0.003Kg = 0.5333mol/Kg2) Vst 187.5ml 실험의 계산 과정= (1N×2.97ml×187.5ml) ÷ (3×10ml×250ml) = 0.0743N = 0.0743M= (1N×2.05ml) ÷ (3×10ml) = 0.0683N = 0.0683M= (0.0743M - 0.0683M) × 0.1L ÷ 0.003Kg = 0.2000mol/Kg3) Vst 125.0ml 실험의 계산 과정= (1N×2.97ml×125.0ml) ÷ (3×10ml×250ml) = 0.0495N = 0.0495M= (1N×1.75ml) ÷ (3×25ml) = 0.0233N = 0.0233M= (0.0495M - 0.0233M) × 0.1L ÷ 0.003Kg = 0.8733mol/Kg4) Vst 62.5ml 실험의 계산 과정= (1N×2.97ml×62.5ml) ÷ (3×10ml×250ml )= 0.0248N =0.0248M= (1N×1.52ml ÷ (3×25ml) = 0.0203N = 0.0203M= (0.0248M - 0.0203M) × 0.1L ÷ 0.003Kg = 0.1500mol/Kg5) Vst 25.0ml 실험의 계산 과정= (1N×2.97ml×25.0ml) ÷ (3×10ml×250ml) = 0.0099N = 0.0099M= (1N×1.02ml) ÷ (3×50ml) = 0.0068N = 0.0068M= (0.0099M - 0.0068M) × 0.1L ÷ 0.003Kg = 0.1033mol/Kg6) Vst 12.5ml 실험의 계산 과정= (1N×2.97ml×12.5ml) ÷ (3×10ml×250ml) = 0.0049N = 0.0049M= (1N×0.45ml) ÷ (3×50ml) = 0.0090N = 0.0030M= (0.0049M - 0.0030M) × 0.1L ÷ 0.003Kg = 0.0633mol/Kg*결과1) 실험하여 얻은 값을 이용해 구한 초기농도, 평형농도, 흡착몰랄농도Vst(ml)VNaOH,0(ml)VNaOH,1(ml)V0(ml)V1(ml)CB,0(M)CB,eq(M)?(mol/Kg)250.02.972.5010100.09900.08300.5333187.52.972.0510100.07430.06830.2000125.02.971.7510250.04950.02330.873362.52.971.5210250.02480.02030.150025.02.971.0210500.00990.00680.103312.52.970.4510500.00490.00300.06332) 실험결과를 이용한와의 그래프CB,eq(M)?(mol/Kg)0.08300.53330.06830.20000.02330.87330.02030.15000.00680.10330.00300.06333) 실험 결과를 이용한와의 그래프1/CB,eq(M)1/?(mol/Kg)12.091.8814.645.0042.921.1549.266.67147.069.68333.3315.804) 실험결과를 이용한와의 그래프logCB,eq(M)log?(mol/Kg)-1.08-0.27-1.17-0.70-1.63-0.06-1.69-0.82-2.17-0.99-2.52-1.20* 마지막 그래프의 추세선(y= 0.549x + 0.2655) 에서 얻은 기울기β=0.549는 계의 성질에 따르는 함수이며, 활성탄에 대하여 예측되는 범위(0.1?β?1.0)안에 있음을 확인할 수 있다.7. 고찰 Consideration이번 실험은 초기농도와 평형농도는 흡착물(시트르산)의 삼중염기성을 고려하고 평형농도 의 값과 흡착몰랄농도 의 선형비례 관계로부터 실험한 농도 범위에서는 Freundlich 흡착 등온식이 매우 적합함을 확인 하는 것이다. NaOH를 페놀프탈레인 용액으로 적정하는 과정이 중요하며, 그에 따른 각각의 계산 값으로 그래프를 그려보는 것이다.흡착이란 기체 분자나 용액 속의 용질 알맹이들이 표면에서 큰 농도를 나타내는 현상이다. 흡착된 종들이 표면에만 머물러 있지 않고 고체 내부로까지 확산되어 들어갈 때는 흡수라고 한다. 흡착은 기체 분자와 고체 표면 사이의 상호작용에 의해서 일어나며, 이 상호작용의 크기에 따라 흡착을 두 종류로 구분할 수 있다. 그 하나는 van der Waals 상호작용에 의해서 흡착이 일어나는 물리흡착이다. 물리 흡착된 분자는 표면의 영향으로 신장되거나 굽혀질 수는 있지만 그 정체가 변하지는 않는다. 또 한 종류의 흡착은 표면 분자와의 화학 결합에 의해서 일어나는 화학 흡착이다. 물리 흡착의 경우에는 대체적으로 약 20kJmol-1이상의 큰 흡착 엔탈피가 방출된다. 화학 흡착된 분자는 표면 원자들과의 결합 과정에서 토막 날 수 있으며, 이러한 표면상의 분자 토막은 고체 표면이 촉매작용을 하는 원인이 되기도 한다. 흡착되는 물질을 흡착질, 그리고 흡착 자리를 제공하는 기질을 흡착제라고 한다.특별한 경우를 제외하면 화학흡착은 발열반응이라야 한다. 한편 자발적인 과정이 일어나려면 △G

공학/기술| 2011.06.22| 7페이지| 1,000원| 조회(557)

활성탄, 흡착 등온식

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활성탄을 이용한 흡착 등온식 - 예비레포트

제목 : 활성탄을 이용한 흡착 등온식1. 실험 목적 Object용액 상에서 고체 분말의 표면에 흡착하는 액체 피흡착질의 흡착 양상을 Langmuir흡착 등온식과 Freundlich 흡착 등온식 으로 알아 본다.2. 실험 요지 Summary초기농도와 평형농도는 흡착물(시트르산)의 삼중염기성을 고려한다. 평형농도 의 값과 흡착몰랄농도 의 선형비례 관계로부터 실험한 농도 범위에서는 Freundlich 흡착 등온식이 매우 적합함을 확인 할 수 있다. NaOH를 페놀프탈레인 용액으로 적정하는 과정이 중요하며, 그에 따른 각각의 계산 값으로 그래프를 그려본다.3. 실험 이론 Theory3.1 흡착(adsorption)흡착(adsorption)은 일종의 계면 현상으로서 고체의 표면(또는 액체의 경계)에 기체나 용해된 물질이 달라붙는 것을 기술하는 용어이다. 일정한 온도에서 흡착되는 물질의 양은 계의 종류, 대상 물질의 부분압 또는 농도에 따라 변하는 함수이다. 흡착 평형은 흡착제와 흡착질, 공존하는 다른 물질의 조합에 특유하기 때문에 농도, 온도, 분압 등이 정해지면 결정된다. 그 관계는 흡착 등온식으로 기술되며, 어떤 흡착등온식이 적합한가는 실험으로 확인되어야 한다. 일정온도에서 농도나 압력과 흡착량과의 관계를 나타내는 그림을 흡착 등온선이라고 하며, 이를 나타낸 수식이 흡착 등온식이다.3.2 흡착제와 흡착질① 흡착제(adsorbent) : 흡착을 받아들이는 고체물질.② 흡착질(adsorbate) : 표면으로 끌리는 물질.3.3 흡착의 방식분자나 원자들은 두 가지 방식으로 표면에 흡착하고, 이것을 물리적 흡착과 화학적 흡착이라 한다.① 물리적 흡착(physical adsorption) : 물리흡착을 일으키는 힘은 기체가 응축하여 액체를 형성하는 힘과 같으며, 이것을 흔히 van der waals힘이라고 한다. 물리흡착과정에서 방출되는 열은 기체의 응축 과정에서 방출하는 열량크기정도이며, 고압에서 흡착된 양은 여러 단분자층 흡착량에 해당된다. 흡착열이 약 40kJ/mol이다. 물리흡착량의 크기는 온도가 높을수록 감소한다. 흡착이 흡착물질의 끓는점 이하의 온도에서만 일어나며, 흡착물질의 압력이 증가함에 따라 흡착량의 증가율이 증가한다. 여기서 표면 위의 흡착량은 흡착제보다는 흡착물질의 함수이다. 다분자 흡착이 잘 일어난다.② 화학적 흡착(chemical adsorption) : 화학흡착에서는 화학결합이 형성된다. 그러나 물리흡착과 화학흡착을 구별하는 방법은 화학흡착에서의 엔탈피 변화가 물리흡착에서의 그 변화보다 40~200이 더 크다는 것 이외에 명확한 구별방법은 없다. 흡착되는 분자가 표면과 화학 결합(보통 공유결합)을 이루고 또 기질 분자를 최대로 배위시킬 수 있는 자리에 붙으려고 한다. 흡착열이 약80kJ/mol 보다 크고, 흡착이 고온에서 일어난다. 흡착물질의 압력이 증가함에 따라 흡착량의 증가율이 감소하고, 흡착량은 흡착물질과 흡착제 양쪽의 고유한 값이다.흡착이란 고체의 표면(또는 액체의 경계)에 기체나 용해된 물질이 달라붙는 것을 기술하는 용어이다. 일정한 온도에서 흡착되는 물질의 양은 계의 종류, 대상 물질의 부분압 또는 농도에 따라 변하는 함수이다. 그 관계는 여러 종류의 흡착 등온식으로 기술되며, 어떤 흡착 등온식이 적합한가는 실험으로 확인되어야 한다.우선 랭무어 (Langmuir)식의 경우 1918년 Langmuir에 의해 도출된 이상적인 흡착등온선이며 아래와 같은 가정이 필요하다.1) 흡착은 단층에서만 일어난다.2) 모든 기공은 균일하다.3) 흡착된 분자 사이에 상호작용은 없다.Langmuir는 흡착제의 표면과 흡착되는 가스분자와의 사이에 작용하는 결합력이 약한 화학흡착에 의한 것이며, 흡착의 결합력은 단분자층이 두께에 제한된다고 생각하여, 피흡착물질의 양과 가스압력 간의 관계를 이론적으로 유도하였다. 즉, 흡착에서 결합력이 작용하는 한계는 단지 단분자 측의 두께정도라고 보아 그 이상 떨어지게 되면 흡착은 일어나지 않는다는 모델에 이론적 근거를 두고 있어 Langmuir흡착은 단분자층 흡착이라고도 한다.흡착매의 기공 개수를, 기공에 흡착된 기체 A 분자의 개수를라고 하고, A 분자의 압력을 P라고 하자. 그리고 θ를 흡착된 A 분자의 분율 이라고 할 때 아래와 같이 나타낸다.흡착 분자와 흡착매 사이에서의 평형은이며 여기서 흡착 반응 속도 상수는, 탈착 반응 속도 상수는라고 한다. 이때 흡?탈착에 있어서의 반응 속도를 각각 나타내면,,평형 상태에서 흡착과 탈착이 평형을 이루므로이 된다. 이 식을에 대해 나타내면 다음과 같다.다음으로 프로인들리히 (Freundlich) 흡착 등온식의 경우는 X를 흡착된 피 흡착물의 농도, M을 주입된 흡착제의 농도, C를 흡착되고 남은 피흡착물질의 농도 혹은 평형농도 K와 n은 각각 경험상수라 보았을 때 식은 아래와 같다.양변에 log를 적용하여 정리하면 다음과 같다.Freundlich의 식은 실제에 있어서 Langmuir의 식 분포의 집약에 지나지 않는다. 그러나 이 식에 의하여 흡착된 기체의 부피를 단순한 Langmuir의 식에서와 같이 극한값에 접근 하는 것을 묘사하지는 못한다.실험 대상 계에 어떤 흡착 등온식이 적합한지를 확인하기 위하여, 각 평형농도의 함수()에 대하여 흡착 몰랄농도의 함수()를 그려볼 필요가 있다.4. 시약, 기구, 장치 Reagents, Instruments, Apparatus⑴기구, 장치- 자석교반기 2개- 50-ml 뷰렛 1개- 자석막대(30mm)- 1000-ml 눈금플라스크 1개- 250-ml 눈금플라스크 6개- 10-ml, 25-ml, 50-ml, 100-ml 부피피펫- 25-ml 눈금피펫- 250-ml 삼각플라스크 6개- 250ml 넓은 목 삼각플라스크 7개- 100-ml 비커- 깔때기(지름 55mm)- 둥근 여과지 (지름 90mm)⑵시약- 시트르산(citric acid) 250g : 구연산이라고도 하며 레몬이나 귤 등의 과일에서 신맛을 내는 성분이다. 색깔과 냄새가 없는 결정이며 물과 에탄올 에 잘 녹는 성질이 있고 사탕수수나 당밀을 발표시켜 만들 수 있다. 또한 칼슘과 잘 결합하고 생물이 에너지를 얻는 과정에 필수적인 성분이기도 하며 음료나 약품 등에 신맛 을 내는데 이용하거나 혈액응고방지제로 주로 사용된다.- 1N NaOH 표준용액 1L : 화학식은 NaOH, 분자량은 39.997g/mol, 대표적인 강염기로 순수한 수산화나트륨은 흰색결정이다. 공기 중에서 수증기를 흡수해 스스로 녹는 조해성이 있으므로 공기와의 접촉을 차단 하여 보관해야 한다.- 1% 페놀프탈레인 지시약 100ml : 화학식분자량은 318.33이며, 녹는점은 262∼264℃이다. 산성 용액 속에서는 무색이며, ph 9 이상의 염기성 용액에서는 붉은색을 띠기 때문에 산·염기 적정에 많이 이용된다.- 활성탄(active carbon) 500g : 흡착성이 강하고, 대부분의 구성 물질이 탄소질로 된 물 질로, 흡착제로 기체나 습기를 흡수시키는데, 또는 탈색 제로 사용된다. 목재나 갈탄 등을 염화아연 등의 약품으 로 처리, 건조시켜 제조한다.

공학/기술| 2011.06.22| 5페이지| 1,000원| 조회(458)

활성탄, 흡착 등온식

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