흡착평형 실험(결과)

소개글

흡착평형 실험(결과)

목차

LIST OF CONTENTS
LIST OF TABLES
LIST OF FIGURES
1. ABSTRACT
2. INTRODUCTION
2.1 실험목적
2.2 실험이론
2.3 실험주의사항
2.4 시약의 특성
3. EXPERIMENTAL
3.1 기구 및 시약
3.2 실험절차
4. RESULTS
4.1 Raw data
4.2 Results
5. DISCUSSION
6. REFERENCE

본문내용

1. ABSTRACT

이번 ‘흡착평형’ 실험의 목적은 일정한 온도에서 염료의 활성탄 표면에서의 흡착 성질을 알아보는 것이다. 어떤 기체(혹은 액체)물질이 다른 액체 또는 고체 물질과 접하고 있을 때 기체의 농도가 상계면 근방과 상 내부에서 차이가 있을 경우, 즉 경계면에 어느 물질의 농도가 증가하는 현상을 흡착이라고 한다. 일반적인 흡착은 양의 흡착을 나타낸다. 흡착량은 흡착제의 단위면적 또는 단위 질량 당 흡착분자의 몰 질량, 질량, 중량 또는 표준상태에서 접하는 부피, 그렇지 않으면 흡착분자수로 나타낸다. 흡착이 일어나는 정도는 고체 및 흡착하는 분자의 특성에 따라 다르며 또한 농도, 압력 및 온도에 따라서 변화한다. 실험방법은 다음과 같다.
처음 150ppm의 염료 용액을 만든 후 이 용액을 이용해 5ppm, 10ppm, 25ppm, 50ppm, 100ppm의 표준용액을 만든다. 그 다음 활성탄 0.25g, 0.5g, 1.0g, 1.2g, 1.6g에 150ppm의 염료 용액 50ml를 넣어 샘플용액을 만든다. 샘플용액이 평형에 도달하도록 충분한 시간동안 방치한 후 원심분리 하고 원심분리 중층액을 취해 용기에 넣는다. 증류수로 UV측정기의 기준을 잡은 후 표준용액과 샘플용액들의 흡광도를 측정한다.
실험 결과 표준 용액의 농도 대 흡광도 그래프를 fitting하여 y=ax+b의 방정식을 얻는다. 여기서 기울기는 0.076, y 절편은 0.05413이다. 이 방정식에 샘플용액의 흡광도 측정값을 대입하여 샘플용액의 농도를 구한다. 대입 결과 활성탄 0.25g의 경우에 염료 용액의 농도는 116.666ppm이고, 0.5g, 1.0g, 1.2g, 1.6g경우 각각 133.586ppm, 124.345ppm, 138.143ppm, 123.104ppm이다. 마지막으로 이 데이터 값을 mass balance하면 각각의 활성탄 양에 대한 흡착량은 6.6668mg/g, 1.6414mg/g, 1.2828mg/g, 0.4940mg/g, 0.8405mg/g이다.
오차의 원인에는 마이크로 피펫의 오사용, 염료용액의 평형, 석영큐벳의 지문이나 먼지 또는 용액에 포함된 불순물 등이 있다. 오차를 줄이기 위해서는 마이크로피펫을 올바르게 사용하고 염료 용액이 충분히 평형에 도달하도록 해야 한다. 또한 석영큐벳에 불순물이나 먼지가 들어가거나 묻지 않도록 주의한다.

참고 자료

1. H.S.Shin. `Fundamental Chemical Engineering Laboratory Manual`

2. Gilbert W. Castellan. `Physical Chemistry`, 3rd. ed., Addison-Wesley. New York, 1983.