액체-증기 평형실험보고서

소개글

최저 끓는점을 갖는 이성분 액체계의 끓는점-조성 도표를 결정하고, 아베 굴절계를 사용하여 이성분 액체 혼합물의 조성을 결정하는 방법을 배운다.

목차

1.실험목적
2.이론
3.실험방법
4.결과
5.고찰
6.참고문헌

본문내용

1. 실험목적
최저 끓는점을 갖는 이성분 액체계의 끓는점-조성 도표를 결정하고, 아베 굴절계를 사용하여 이성분 액체 혼합물의 조성을 결정하는 방법을 배운다.

2. 이론
이상적인 이성분계는 조성에 관계없이 모든 조성 범위에 걸쳐서 Raoult`s law를 따른다.비록 그 성질이 이상적인 것에 가까운 계들도 몇 가지 있기는 하지만, 대부분의 계들은 이상적인 압력-조성 곡선에서 양 혹은 음으로 벗어난다. Raoult`s law는 서로 매우 비슷한 액체들(예로서 벤전과 톨루엔)의 혼합물을 가지고 일련의 실험을 하였으며, 그 결과 각 성분의 부분 압력과 순수한 약체의 증기 압력과의 비 가 용액 속에 들어 있는 A의 몰분율과 근사적으로 같다는 사실을 발견하였다. 이것의 관계를 식으로 표현하면,
이 식의 법칙을 그림 1.에서 설명해준다. 일부 용액들, 특히 그 성분들의 구조가 비슷한 용액들은 Raoult`s law에 대단히 잘따른다. 이것은 그림 2.에서 보여주고 있다. 순수한 A로부터 순사한 B까지에 이르는 전체 조성 영역에서 이 법칙을 만족시키는 혼합물을 이상 용액이라고 한다.
그림1.이상적 2성분 혼합물의 전체 압력과 그림2.비슷한 액체들인 벤젠과 메틸벤젠은 거의
두 부분 증기 압력은 성분들의 몰 분율에 이상적으로 행동하며, 이들의 조성에 따른 증기
그림3.
비례한다. 압력 변화는 이상 용액의 경우와 비슷하다.
온도-조성 상평형 그림(그림.3)은 두 개의 곡선으로 이루어져있다. 옆에 그림과 같이 증기 조성 곡선과 액체의 끓는 온도 곡선으로 나온다. 성분 A가 성분 B보다 더 휘발성인 이상 용액의 온도-조성 상평형 그림으로 조성이 a1인 액체를 연이어서 끓이고 응축시키고 하면 마침내 순수한 A가 응축되어 나온다. 이러한 과정을 분별 증류라고 한다. 분별 증류에서는 이런 끓고 응축되는 과정을 연달아 일어나게 한다. 이 방법은 휘발성 액체들을 분리시키는 데 이용된다. 이것을 구체적으로 생각하기 위해서 조성이 a3인 응축상을 재가열할 때 어떤 변화가 일어나는지 보면, 이 상평형 그림에 의하면, 이 혼합물은 T3에서 끓고, 휘발성이 더 큰 성분을 한층 더 풍부하게 포함하는 조성 a`3의 증기를 내놓는다. 이 증기를 뽑아내어 응축시키면 처음에 나타나는 액체 방울의 조성이 a4가 된다. 이 순환이 이어져 나가면 거의 순수한 A가 나오게 된다.

참고 자료

물리화학 8/e/ Oxford 교보문고
물리화학/청문각