[화학공학과 화학공학 실험] 분 몰랄 부피 측정

소개글

1-1. 실험목적
용액에서 용질의 몰랄부피는 분자의 상태와 구조는 물론 용질과 용질, 용질과 용매, 그리고 용매와 용매 분자간의 상호작용에 대한 유용한 정보를 나타내고 있다. 무한 희석시와 진한 농도에서 각각 용질-용매,용매간의 상호작용에 대한 정보와 용질-용질간의 정보를 얻을 수 있다. 또한 공학 및 해양과학에서 이온평형과 압력을 산출하는데 이용되기도 한다. 본 실험에서는 조성(무게%로 나타낸 것)을 미리 알고 있는여러 NaCl-H2O 용액들 중에서의 물과 소금의 분 몰랄 부피를 결정하는 데 있다.

1-2. 이론적 해석
1-2-1. 분몰랄부피
열역학적 평형에 도달한 용액상은 압력(P), 온도(T), 부피(V), 내부에 너지(U), 엔트로피(S), Gibbs free energy(G), enthalpy(H)와 같은 상 태함수로 표현이 가능하며, 이러한 함수들은 용액의 조성에 의존하게 된다.
일반적인 2성분계에서 서로 다른 성분사이에 상이한 상호작용을 하지 않는 이상용액을 이룬다면 용액의 성질은 각 성분의 몰 비에 대한 합 산량에 따라 결정되게 된다. 그러나 대부분의 용액은 분자간 상호작 용을 하게되며, 그 상호작용으로부터 비이상성을 나타내게 된다.
일정한 온도 및 압력하의 2성분 용액을 생각해 보자. 용액이 성분 A 를 nA몰, 성분 B를 nB몰 포함하고 있을 때, 각 성분의 몰수에 관한 그상의 V,S,G 등의 편미분량을 일반적으로 분몰랄량이라고 부른다.
이용액의 크기성질(Y)은 어느 것이든지 다음 식으로 나타낼 수 있다.

목차

1. INTRODUCTION
1-1. 실험목적
1-2. 이론적 해석
1-2-1. 분몰랄부피
1-2-2. 다른 분몰량
1-2-3. 기타 다른 농도 정의
1-3. 관련 물리상수
1-4. 안전유의사항

2. EXPERIMENTAL
2-1. 기구 및 시약
2-1-1. 실험 기구의 명칭 및 용도, 사용법

3. RESULT & DISCUSSION
3-1. Raw data
3-2. Data calculation
3-3. Discussion
REFERENCES

본문내용

1. INTRODUCTION
1-1. 실험목적
용액에서 용질의 몰랄부피는 분자의 상태와 구조는 물론 용질과 용질, 용질과 용매, 그리고 용매와 용매 분자간의 상호작용에 대한 유용한 정보를 나타내고 있다. 무한 희석시와 진한 농도에서 각각 용질-용매,용매간의 상호작용에 대한 정보와 용질-용질간의 정보를 얻을 수 있다. 또한 공학 및 해양과학에서 이온평형과 압력을 산출하는데 이용되기도 한다. 본 실험에서는 조성(무게%로 나타낸 것)을 미리 알고 있는여러 NaCl-H2O 용액들 중에서의 물과 소금의 분 몰랄 부피를 결정하는 데 있다.
1-2. 이론적 해석
1-2-1. 분몰랄부피
열역학적 평형에 도달한 용액상은 압력(P), 온도(T), 부피(V), 내부에 너지(U), 엔트로피(S), Gibbs free energy(G), enthalpy(H)와 같은 상 태함수로 표현이 가능하며, 이러한 함수들은 용액의 조성에 의존하게 된다.
일반적인 2성분계에서 서로 다른 성분사이에 상이한 상호작용을 하지 않는 이상용액을 이룬다면 용액의 성질은 각 성분의 몰 비에 대한 합 산량에 따라 결정되게 된다. 그러나 대부분의 용액은 분자간 상호작 용을 하게되며, 그 상호작용으로부터 비이상성을 나타내게 된다.
일정한 온도 및 압력하의 2성분 용액을 생각해 보자. 용액이 성분 A 를 nA몰, 성분 B를 nB몰 포함하고 있을 때, 각 성분의 몰수에 관한 그상의 V,S,G 등의 편미분량을 일반적으로 분몰랄량이라고 부른다.
이용액의 크기성질(Y)은 어느 것이든지 다음 식으로 나타낼 수 있다.
(1)
분몰랄양을 다음과 같이 정의하면
(1)식은
(2)
위식이되고, (2)식을 적분하면
(3)
위식이 된다.
겉보기 몰랄부피(ΦV)를 다음과 같이 정의하면 유용하다.

참고 자료

[Ref 1]
신형식, Laboratory Manual, - , 전북대학교 환경화학공학부,
전북대(전주), 2003
[Ref 2]
Rovert H. Perry, Perry`s Chemical Engineers` Hand Book,
6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985
[Ref 3]
Gilbert W. Castellan,
PHYSICAL CHEMISTRY, Third edition, University of Maryland,
[Ref 4]
박선원, - 분몰랄부피의 측정 실험(공정시스템 연구실)
http://mbel.kaist.ac.kr/lecture/che201/2002-2.ppt
[Ref 5]
http://mbel.kaist.ac.kr/lecture/che201/Ch2.PDF
[Ref 6]
하기성, 화학공학용어사전 1st, 한국이공학사, 1990, p275
[Ref 7]
대한과학, 대한과학 웹사이트(http://www.daihan-sci.com/commu/board3/read.asp?num=8&curpage=1&SearchType=&SearchWord=),DAIHAN Scientific Co. Ltd., 서울, 2003