삼각형 상평형도-예비레포트(triangle phase diagram_preliminary report)

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
⑴ Gibbs의 상규칙
⑵ 상태도 (Phase Diagram)

3. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
이번 실험은 3성분계에 있어서 상평형도를 이해하고 작성할 수 있는 능력을 기르기 위한 실험이다. 임의의 조성에 해당하는 액체의 3성분계를 삼각도상에 배열할 수 있고, 1상 영역과 2상 영역을 구분하여 상경계도를 찾을 수 있도록 하는 능력을 배양하기 위한 실험이다.

2. 바탕 이론
⑴ Gibbs의 상규칙
계가 반응이 수반되지 않고, 온도, 압력, 농도만이 평형에 영향을 줄 때 자유도 F는 다음과 같이 표시된다.
∴F = C-P+2
*C : 독립된 성분의 수 (Component)
*P : 물질계에서 평형으로 존재하는 상의 수 (Number of Phase)
*2 : 열역학적 변수 (여기서는 온도와 압력)

이번 실험은 정온 정압에서 진행이 되기 때문에, 열역학적 변수(2)는 사라지게된다. 그럼 위 식은 다음과 같이 변하게 된다.
∴F = C – P

위 식에서도 성분의 수(Component) C는 실험이 3성분계에서 진행이 되므로, 식은
∴F = 3 – P

가 된다. 위 식이 의미하는 것은 이번 실험처럼 3성분계에서 2개의 액체상태가 존재하면 F=1이다. 이 계의 한 성분의 농도가 기입되어야 계를 완전히 표시할 수 있다는 뜻이다.

⑵ 상태도 (Phase Diagram)
①각 지점에서의 성분 :
Fig.1 좌측을 보면 점 ‘가’에서의 성분을 보는 방법은 각 변으로 선을 그리면, 점 ‘가’는 A성분이 25%, B성분이 50%, C성분이 25%임을 확인 할 수 있다. 이 방법 이외에 또 다른 방법으로는 삼각형을 그려서 하는 방법이 있다.

Fig.2는 만약 A성분이 50wt%, B성분이 25wt%, C성분이 25%인 경우를 나타낸 것으로, 성분을 알아내는 방법은 다음과 같다.
삼각형 안에 조성을 알고자 하는 한 점이 찍혀있는 경우, 각 꼭짓점을 중심으로 그 점을 지나게 삼각형을 그린다. 그리고 각 조성이 적힌 변에서 그 점을 바로 선을 그으면 그것이 각 꼭짓점의 조성이 되는 것이다.

참고 자료

- 과학도와 공학도를 위한 열역학 자유아카데미 / 임경희 저 / 자유아카데미
- 화학공학 / 임굉 저 / 내하출판사
- 화학공학실험 / 성기천 외 2명 공저 / Scitech MEDIA