기-액평형(단증류) 실험

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기-액평형(단증류) 실험
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목차

1. INTRODUCTION
1.1 실험목적
1.2 실험 이론
1.2.1 증류(distillation)
1.2.2 기-액 평형(vapor-liquid equilibrium)
1.2.3 단증류
2. EXPERIMENT
2.1 실험 기구 및 시약
2.2 실험 방법
3. RESULT & DISCUSSION
3.1 Raw data
3.2 Results
3.2.1 혼합용액 제조
3.2.2 표준곡선
3.2.3 액상과 기상의 mole%
3.2.4 기-액 곡선
3.3 Discussion
4. CONCLUSION
REFERENCES

본문내용

기-액 평형 단증류 실험은 메탄올과 물을 여러 질량조성으로 혼합해 얻은 데이터로부터 표준곡선을 그린 후, 일정 압력 하에서 메탄올과 물의 혼합 용액을 기화시켜 얻은 혼합용액과 응축물의 무게를 표준곡선에 대입해 메탄올의 몰조성을 구하여 물과 메탄올의 기-액 평형을 알아보는 실험이다.
기-액 평형 실험은 메탄올과 물의 질량조성에 따라 용액을 제조해 표준곡선을 그리는 실험이다. 임의로 혼합용액의 총 무게를 30g으로 가정하고, 총 무게 30g으로 각각의 질량조성(메탄올 0, 20, 40, 60, 80, 100 wt%)에 대한 메탄올과 물의 무게를 재어 혼합시킨 후, 비중병에 채워 혼합용액의 무게를 측정한 후, 그래프 그리는 프로그램을 통해 표준곡선을 그린다.
단증류는 증발관에 적당한 조성의 용액을 넣고 가열하여 발생한 증기를 응축기로 냉각시켜 온도에 따라 분리하는 가장 단순한 증류 방법이라고 할 수 있다. 단증류 실험은 메탄올과 물의 혼합용액을 몰 비 50:50으로 혼합하여 혼합용액 800ml를 제조하여, 단증류 실험 장치에 주입시키고 기상과 액상이 평형에 도달하는 온도마다 유출액과 혼합용액을 얻어 무게를 측정하는 과정으로 이루어진다.
실험 결과 온도가 증가함에 따라 메탄올 조성이 감소함을 알 수 있다. 메탄올은 끓는점이 물보다 낮은 물질로 휘발성이기 때문에 비교적 낮은 온도에서 기화하여 응축되었을 것이다. 따라서 온도가 증가할수록 물의 조성이 증가하게 된다. 이와 같은 원리로 비중도 온도가 증가함에 따라 증가한다.
오차는 평형온도를 유지하는 과정 및 환류콕크를 조작하는 과정과 유출액을 얻는 과정에서 발생하였을 것이라 예상된다.

1. INTRODUCTION


1.1 실험 목적

증류와 기-액 평형의 개념을 이해하고, 기-액 평형 실험으로서 메탄올-물계의 기-액 평형 관계를 습득한다.
단증류 실험을 통하여 메탄올-물계의 조성에 따른 기-액 평형 곡선을 그려보고, 레이라이 식을 이해한다.

참고 자료

1. 박창호 외 6명, 단위조작 입문, 지인당

2. 임굉, 임재석 공저, 화학공학의 단위조작

3. 고완석, 심현호 공저, 단위조작