초임계현상 및 용해도 실험

목차

1.실험목적
2.이론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 추론

본문내용

1. 실험목적

1) 이산화탄소를 이용하여 초임계현상을 직접 눈으로 관찰한다.
2) 초임계이산화탄소 내에서 분산염료의 용해도 변화를 관찰한다.



2. 이론

◆ 이산화탄소 [二酸化炭素, carbon dioxide]
탄소나 그 화합물이 완전 연소하거나, 생물이 호흡 또는 발효(醱酵)할 때 생기는 기체. 대기의 약 0.03%를 차지한다.
이산화탄소는 무색, 무취의 기체로 압력을 가하면 쉽게 액화된다. 이를 더 압축하면 고체상태인 드라이아이스를 만들 수 있는데, 상온, 상압에 드라이아이스를 놓아두면 승화되어 기체로 날아간다. 이산화탄소는 물에 약간 녹아 탄산이 되어 약한 산성용액을 만든다. 기체의 용해도는 압력을 높이고 온도를 낮출수록 올라가기 때문에 탄산음료를 만들 때는 낮은 온도와 높은 압력을 주어 이산화탄소를 녹인다.


탄산음료를 마셨을 때 따가운 느낌이 나는 것은, 물 속에 탄산의 형태로 녹아 있는 이산화탄소가, 낮은 압력과 높은 온도의 환경 때문에 용해도가 떨어져 기화되어 날아가면서 입 속을 자극하기 때문이다. 이산화탄소는 수산화칼슘과 반응하여 흰색의 앙금인 탄산칼슘을 만들기 때문에, 수산화칼슘을 물에 녹인 용액
인 석회수에 이산화탄소를 통과시키면 용액이 뿌옇게 흐려진다. 그래서 이산화탄소를 검출하는 데에 석회수를 많이 이용한다. 이산화탄소는 공업적으로 석회석에 산을 가하거나 석회석을 가열하면 얻어진다. 알코올과 같은 탄소화합물이 연소할 때 물과 함께 생성되기도 하며 생물체가 유기물을 분해하는 과정에서도 만들어진다. 생명체는 호흡을 통해 유기물을 분해하면서 생활에 필요한 에너지를 얻는데, 이때 이산화탄소가 만들어지고 날숨을 통해 다시 공기 중으로 배출된다. 촛불을 끌 때 입김을 부는 이유가 바로 여기에 있다. 날숨에 들어 있는 다량의 이산화탄소가 초와 산소가 접촉하는 것을 방해해 더 이상 연소가 진행되지 못하고 촛불이 꺼지는 것이다.

◆ 초임계유체 [超臨界流體, supercritical fluid]
순수 화학물질이나 혼합물에 표현되는 끓는점, 밀도, 유전상수와 같은 물리화학적 성질들은 고체, 액체, 또는 기체와 같은 물질들의 상태를 표현하는데 사용된다. 어떤 순수한 용매가 임계압력(PC) 이상으로 가압되고 임계온도(TC) 이상으로 가열되면 유일한 물리화학적 성질로 표현되는 단일상을 형성한다

참고 자료

▲ 화공열역학 7판 J. M. smith, H. C. Van Ness, M. M. Abbott
▲ 두산백과사전(유기화학 부분)
▲ http://100.naver.com/100.nhn?docid=725762
▲ 실험 교제, 구글, 이산화탄소 그래프 참조