기체확산실험

소개글

화공실험 결과레포트입니다.

목차

1. INTRODUCTION
1.1 실험목적
1.2 확산
1.2.1 확산계수(diffusioncoefficient)
1.3 기체확산
1.4 기체확산 이론 및 계산

2. EXPERIMENT
2.1 실험기구 및 시약
2.2 실험방법

3. RESULT & DISCUSSION
3.1 Raw Data
3.2 Results
3.3 Discussion

4. CONCLUSION

5. REFERENCES

본문내용

ABSTRACT

이번 실험은 기체의 계면에서 일어나는 기체 확산 현상을 관찰하는 실험이었다. 온도를 일정하게 유지하면서 진공펌프를 사용하여 기체를 외부로 확산시키고 아세톤의 액면 높이를 측정한 다음 그래프를 그린 후 그 기울기로 Fick의 확산법칙을 이용하여 확산계수를 계산 할 수 있었다.
실험은 먼저 주사기로 모세관 안에 아세톤 용액을 주입하고, 실험 장치에 있는 깔때기에 증류수를 넣은 다음 Main S/W를 키고 항온조의 온도인 50℃로 일정하게 유지되었을 때 밸브를 열어 물을 순환 시키고 Suction Pump S/W를 켜서 기체를 외부로 확산시키는 순서로 진행되었다. 그리고 Manometer의 수주가 변화되는 정도인 ∆h를 측정한 뒤 10분 간격으로 모세관 안의 아세톤의 액면 높이를 6번 기록하여 확산되는 정도를 알아보았다.
액면의 높이 변화를 측정한 결과 처음 측정했을 때의 높이는 2.36cm, 2번째는 2.41cm, 그 다음은 2.45cm, 2.52cm, 2.58cm, 2.65cm, 2.70cm순으로 증가한다는 것을 확인할 수 있었고, 이 data를 토대로 시간에 따른 모세관에서 아세톤 확산 되는 것을 시간과 와의 관계에 대한 그래프를 그려본 결과 그래프의 함수식은 이고, 기울기가 가 나옴을 알 수 있었다. 액상 아세톤의 몰 밀도와 기상에서의 전체 몰농도는 책에 나와 있는 식으로 계산하여 각각, 이 나왔고, 기/액 표면에서의 아세톤의 기상 조성은 각각 0.867, 0.429가 나왔으며 위에서 구한 각각의 값을 식에 대입하여 마지막으로 확산계수를 구한 결과 가 나왔다.
이번 실험은 비교할 수 있는 문헌 값에 대한 정보를 얻을 수 없어서 결과 값과의 비교는 불가 하였지만 문헌 값이 있다고 가정하고 오차의 원인을 찾아본다면 원인으로 대기압을 760mmHg로 가정하고 수치계산에 활용한 점, 설정 온도는 50℃이었지만 실제 증류수의 온도는 52℃이었다는 점, 기상에서의 전체 몰농도 계산 시 이상기체라 가정하고 계산한 점을 들 수 있다. 또 무엇보다도 큰 오차의 원인이라 생각 되는 것은 확대경을 통해 모세관의 아세톤의 수위를 읽을 때 발생하는 실험자에 의한 오차이다.

참고 자료

[1] 고완석 외, 「단위조작」, 제 3판, 보문당, 2006

[2] 「화학공학실험 1」, 전북대학교 화학공학과, p.31∼32, 2010