2성분계의 기체-액체 상평형

소개글

2성분계의 기체-액체 상평형 ppt자료입니다.

목차

목적

이론-(1) 2성분계,Azeotrope
(2)기체-액체 평형
(3)라울의 법칙

장치 및 시약- 벤젠과 에탄올

실험 방법

참고문헌

본문내용

실험목적
2성분 액체-기체의 평형계에 대해서 알아보자
벤젠과 에탄올의 불변 끓음 혼합물(azeotrope)을 확인하고 각 성분에대한 활동도 계수를 알아보자

이론
1) 액체와 증기상 사이에 평형이 성립될 때.
μi(l) = μi(g)
μi(l) : 액체상에 관한 화학퍼텐셜
μi(g) : 기체상에 관한 화학퍼텐셜
여기서, 화학퍼텐셜은 다음 관계식에 의해 몰 부피 Vi 와
압력 pi 로 표시가 된다.
dμi = Vidpi
기체가 이상적일 경우 Vi(g) 를 이상기체법칙의 항으로 대치 하면
dμi = RT( dpi / pi )

이론
2) 다음 식을 적분하면
μi(g) = RT ln pi + A (A는 적분상수)
표준상태의 정의로부터 A를 계산하면 ( p= 1atm으로 놓고 푼다.)
A = μi0(g)
즉, μi(g) = μi0(g) + RT ln pi ( μi0(g)는 표준상태의 화학퍼텐셜)
3) 위 식을 라울의 법칙을 적용한다.
μi(g) = μi0(l) + RT ln Xi ( μi0(l) ≠μi0(g) 즉, pi≠Xi )
- 이상기체법칙과 이상용액법칙으로부터 전개 하면
Vi(g) 와 pi , Xi 의 관계를 맺는다.

이론
4) μi(g) = μi0(g) + RT in pi 에서 압력을 fi 를
dμi = RT( dpi / pi )에 대치한 식은
( fi 는 성분 i의 퓨가시티(fugacity)라 불리는 양 )
d μi(α)? = RT ( dfi(α) / fi(α) )
5)다음을 표준상태와 평형계의 실제상태 사이로 적분
μi(α)?? =? μi0? + RT ln (fi / fi0 )
여기서, 활동도 ai 의 항으로 쓰면(?ai = fi / fi0 )
????????????????????
μi(α)?? =? μi0? + RT ln ai
ai = 1 일때 표준상태의 화학퍼텐셜에 도달함.

이론
6) 이상적인 경우
μi(g) = μi0(g) + RT ln pi
μi(g) = μi0(l) + RT ln Xi
을 비교하면 모든 열역학적인 양들은 활동도의 함수가 됨.
7) μi(α)?? =? μi0? + RT ln ai 의 활동도계수( γi )을
사용하여 농도변수와 연관 지을 수 있다.
-> 계수는 성분 I의 농도크기에 따른다.

참고 자료

화학공학열역학 7th (김화용, 여영구, 임경희 공역)
화학공학실험, 공주대학교 출판부 (서정목 외 7명)
Experimental Physical Chemistry.
화학용어사전, 화학용어사전편찬회, 2011, 일진사