3.단증류 (결과)

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3.단증류 (결과)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험날짜
2. 조&조원
3. 실험제목
4. 실험목표
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 고찰

본문내용

실험날짜
2016년 9월 19일 (5-6교시)
조&조원
실험제목
단증류
실험목표
2성분계인 혼합액체를 단증류 실험 장치를 통해 분리 및 조작방법을 익히고,
Rayleigh식을 이해한다.
실험방법
①30% 에탄올 수용액 200mi를 제조한 후 가지달린 플라스크에 옮겨 담는다.
(이 때, 플라스크 안에 소량의 물을 첨가한 후 온도계를 꼽은 고무마개로 입구를 막아준다.)
②리비히 냉각기 장치 및 가열기의 설계를 마친 후 냉각기에 가지달린 플라스크를
연결시켜주고 빈 공간이 생기지 않도록 파라필름으로 감아준다.
③냉각기에 호스를 연결하고 아래쪽 호스를 통해 물을 흘려 넣어 냉각기에
빈 틈 없이 물을 채워준다.
(이 때, 위쪽 호스에서 물이 잘 나오는지 확인한다.)
④가열기를 작동시켜 플라스크 안의 물질의 증류를 시작한다. (가열온도 : 90°C)
⑤플라스크의 잔류물이 거의 남지 않았을 때 가열기를 끄고, 유출액과 잔류액의
질량, 부피, 밀도, 조성, 오차를 각각 구해준다.
6. 실험결과
< 실험 데이터 (결과값) >
1. 30% 에탄올 수용액 제조법.
(200ml기준.)
에탄올 원액 농도
필요한 에탄올의 양
증류수의 양
94.5%
136.5ml
-에탄올 63.5g의 질량 : 약 80ml. (50ml 메스실린더 기준)
2. 증류 전 수용액과 증류 후 잔액, 유출액의 부피, 질량, 비중
-에탄올 수용액의 농도 = 30%
증류 전 수용액
증류 후 잔류액
증류 후 유출액
부피
(ml)
질량
(g)
밀도
(g/ml)
부피
(ml)
질량
(g)
밀도
(g/ml)
부피
(ml)
질량
(g)
밀도
(g/ml)
200
191.66
0.9583
51.47
40.66
0.79
63
52.06
0.83
※대부분 비중과 밀도는 그 값이 같다고 생각해도 무방하다.
3.
실험 전)
- 플라스크의 질량 : 163.34g
- 총 질량 : 335g (플라스크의 질량 + 에탄올 수용액의 질량)
- 수용액의 질량 : 191.66g (총 질량 - 플라스크의 질량)
- 수용액의 부피 : 200ml (실험방법기준)
- 수용액의 밀도 :
실험 후)
- 플라스크의 질량 : 163.34g
- 총 질량 : 204g (플라스크의 질량 + 잔류액의 질량)
- 잔류액 질량 : 40.66g (총 질량 - 플라스크의 질량)
- 잔류액 부피 : 51.47ml (잔류액을 메스실린더에 옮긴 후 눈금측정)
- 잔류액 밀도 :
- 메스실린더의 질량 : 98.94g
- 총 질량 : 151g (메스실린더의 질량 + 유출액의 질량)
- 유출액의 질량 : 52.06g (유출액의 총 질량 - 메스실린더의 질량)
- 유출액의 부피 : 63ml (유출액을 메스실린더에 옮긴 후 눈금측정)
- 유출액의 밀도 :
(2) 잔류액의 조성 _Rayleigh식
에탄올 수용액 농도 (%)
(g)
(g)
30
191.66
40.66
0.337
0.35
-1.200
0.03
① 잔류액의
초기 증류기 부피 200ml에 밀도를 곱해서 구한다.
ex) 에탄올 수용액 30%,
② 잔류액의
증류 후 증류기 부피에 밀도를 곱해서 구한다.
ex) 에탄올 수용액 30%,
③ 잔류액의 (=여기에선 질량분율)
실험에 사용되는 물질의 물성
ex) 에탄올 수용액 30%, 25°C기준
밀도
(g/ml)
분자량
(g/mol)
30% 부피
(ml)
mol수
(mol)
질량분율
94% 에탄올
0.80705
46.07
80
1.4014
0.337
물
1
18.02
120
6.6458
0.626
④ 잔류액의
x-I 그래프를 보고 에 해당하는 를 찾는다.
⑤ 잔류액의
ex) 에탄올 수용액 30%의 : 0.35, :191.66g, : 40.66g
⑥ 잔류액의
x-I 그래프를 보고 에 해당하는 를 찾는다.
+)
1)유출액량
2)유출률
++)
잔류액의 양과 조성의 이론값을 이용하여
1.유출액의 조성 Xdav, 2.실험값의 오차 및 오차율 구하기.
3)평균조성(이론값)
<밀도표에서 찾는다!>
7. 고찰
이번 실험에서 얻은 결과를 각각의 식에 대입해서 부피, 질량, 밀도, 조성, 오차를 구하였다. 실험을 통해 얻은 값을 대입해서 얻은 수치들이 크고, 작은 오차를 만들어 냈다. 그 중에서 조성과 유출액에 대하여 오차를 발생하게 한 가장 큰 이유는 실험 진행시 가열기의 온도를 에탄올뿐만 아니라 물까지도 모두 끓어버리는 100°C 이상에서 오랜 시간 가열했다는 것이다. 그 외에 외부적인 사항으로는 첫째, 잔류액이 담긴 가지달린 플라스크의 실험데이터(질량, 부피 등)를 수집하지 못한 채로 잔류액을 폐기하고 실험기구를 정리한 것. 둘째, 그래프를 통해 조성을 구하기 위한 각 성분들(I값과 등)을 찾는 과정에서 그래프를 제대로 해독하지 못하고 눈대중으로 값을 설정한 것 등 여러 요인들이 있다.
이번 실험은 앞의 두 번의 실험보다 어려운 이론을 이해하고 진행해야 하는 만큼 더 열심히 준비하고 왔어야 했는데 그러지 못한 부분에서 미숙함과 실수가 생겨났고 그것이 결과에 크게 영향을 미처 큰 오차를 만들어냈다. 이 실험을 통해 증류와
냉각기의 이론에 대해서, 그리고 증류 전·후 계산하는 과정에서 필요한 Rayleigh식에 대해 다시 한 번 공부하고 숙지하는 것이 단증류 실험의 전체적인 이해를 돕기 위해 반드시 필요하다고 느꼈다.

키워드

단증류,   결과,   밀도