삼각도를 이용한 상평형도(결과레포트)

소개글

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목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Abstract

상평형도는 일반적으로 온도와 압력을 이용해 그려지고 상평형도를 이용하면 물질의 고체, 액체, 기체상의 경계를 명확하게 알 수 있다. 이번 실험에서는 3성분계의 상평형도가 사용되었고 이때 온도를 고정하여 3성분계의 상평형도를 2차원 평면으로 나타냈다. 실제로 이런 상평형도를 이용해 온도와 압력을 조절해 상 경계를 우회하는 등 상변화를 인위적으로 조작하기도 한다.

이번실험은 3성분계의 상평형도를 직접 그려보고 상의 분리과정을 관찰하는 실험이었다. 실험은 10, 25, 40, 60wt%로 각기 다른 질량 퍼센트를 가진 아세톤-증류수, 아세톤-톨루엔 혼합용액을 톨루엔과 증류수로 적정하는 것으로 진행되었고 적정을 진행하며 백탁현상이 일어나는 시점을 관찰했다. 이때가 경계가 되는 지점으로써 이때의 톨루엔과 증류수의 적정량을 기록했다. 그리고 실험값을 이용해 혼합용액의 아세톤, 증류수, 톨루엔의 질량조성을 계산해 삼각도 위에 점을 찍고, 그 점들을 이어 상경계 곡선을 설정했다. 하지만 이미 알려진 아세톤-톨루엔-증류수의 상경계 곡선의 모양과 적정량의 증가추세를 비교해보면 실험에 오차가 발생했다는 것을 알 수 있다. 이러한 오차의 원인으로는 주관적 백탁현상의 발생 유무, 적은 양의 적정으로 인한 오차, 실험 시 온도의 통제가 이루어지지 않음, 질량 퍼센트 용액 제조의 오차 등이 있다.

2. Experiment

[실험방법]

<아세톤-증류수>

1) 10, 25, 40, 60wt% 아세톤-증류수 혼합용액 20g을 만든다.

만들어진 혼합용액의 질량이 20g으로 정해져 있기 때문에 부피와 밀도를 이용하지 않고 저울을 이용해 아세톤과 증류수의 무게를 측정하여 서로 다른 질량 퍼센트의 혼합용액 4개를 만들었다. 아세톤과 증류수의 혼합 g수는 다음과 같다.

2) 아세톤-증류수 혼합용액을 톨루엔으로 적정하며 백탁현상을 관찰한다.

각기 다른 wt% 시료들을 각자 톨루엔으로 적정하며 중간 중간 시료를 강하게 흔들어주며 반응시켰다.

참고 자료

광운대학교 화학공학과, ‘2018년 3학년 2학기 실험노트’, 2018년
Richard M. Felder 외 2명, ‘화학공정계산’, 한티미디어, 2017년, 259~261p
여상도, ‘열역학 개념의 해설’, 청문각, 2006년, 187~191p
http://www.hyper-tvt.ethz.ch/fundamentals-thermo-ternary.php (Figure 8.)