[화학공학기초실험] 3.초산에틸의 비누화 반응

소개글

[화학공학기초실험] 3.초산에틸의 비누화 반응에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험방법

실험결과와 정리
(1)미분법
①(da/dt)를 t에 관하여 그려라
②(da/dt)를 ab에 관하여 그려라.
③회귀 분석하여 의 값을 구한다.
(2)적분법
① 1/a-1/a0를 t에 대하여 그려보아라.
② k1의 값을 구한다.
③ 역반응이 무시될 수 있는 가를 검토하라.

본문내용

)
0
1
2
3
4
5
7
10
12
15
20
25
30
적정량(ml)
0
6.5
8.5
12.3
15.8
19.1
20.3
21.1
22.2
23.1
23.9
24.4
25.1
적정량보정
0
6.1905
8.0952
11.7143
15.0476
18.1905
19.3333
20.0952
21.1428
22.0000
22.7619
23.2381
23.9047
남은
NaOH량(ml)
25
18.8095
16.9048
13.2857
9.9524
6.8095
5.6667
4.9048
3.8572
3.0000
2.2381
1.7619
1.0953
남은 NaOH몰수(mol*10-3)
1.25
0.9405
0.8452
0.6643
0.4976
0.3405
0.2833
0.2452
0.1929
0.1500
0.1119
0.0881
0.0548
남은 NaOH농도(mol/L)
a
0.05
0.0376
0.0338
0.0266
0.0199
0.0136
0.0113
0.0098
0.0077
0.0060
0.0045
0.0035
0.0022
위의 남은 농도를 표로 이용하여 Matlab알고리즘으로 쉽게 그래프로 표현이 가능하다. t=[0 1 2 3 4 5 7 10 12 15 20 25 30];
v=[0 6.5 8.5 12.3 15.8 19.1 20.3 21.1 22.2 23.1 23.9 24.4 25.1];
uv=v*0.95238
rv=25-uv
remol=rv*0.05/1000
a=remol/0.025
int=(1./a)-(1/a(1));
plot(t,int)
cftool을 이용하여 함수를 Fitting을 하면 다음과 같다.
t와 a의 관한 함수(exponetial)로 회귀하여 찾을 수가 있는데, 라고 할 때 p 값은 0.04776, q값은 -0.1948이었다. 오른쪽의 그래프는 Fitting했을 때의 그래프를 붉은 커브로 보여준다.
따라서 f(t)를 미분 한 값은 da/dt와 같게 된다. 따라서 da/dt는
로 표현이 가능하고 이를 다시 matlab으로 그래프를 그리면
t에 대한 da/dt가 쉽게 그려진다. tt=0:.1:30
p=0.04776;
q=-0.1948;
adt=p*q*exp(q*tt)
plot(tt,adt)
②(da/dt)를 ab에 관하여 그려라.
파란선이 ab에 대한 da/dt값의 그래프이고, 붉은선은 파란선을 1차 방정식으로(직선)으로 회귀한 결과값이다.
③회귀 분석하여 의 값을 구한다.
basic data fitting으로 linear한 직선으로 회귀를 한 결과 기울기가 -3.8615이니 값은 3.8615로 나오는 것을 알 수 있다.
(2)적분법
①() 를 t에 대하여 그려보아라.
matlab응로 금방 그려 볼 수 있다.
②의 값을 구한다.
이 기울기의 negative한 값이 이라고 볼 수 있다.
data fit을 이용하여 fitting을 한다면 12.824라는 기울기가 나온다.
③ 역반응이 무시될 수 있는 가를 검토하라.
화학식
CH3COOC3H5(ℓ)
-111.18
-102.02
NaOH
-101.30
-112.19
CH3COONa(ℓ)
-176.18
-175.45
C2H5OH(ℓ)
-66.63
-66.35
역반응이 무시될 수 있도록 하기 위해서는값을 계산하여 그 값이 우리가 구한 값과 비교해 보아 알 수 있다. 역반응 상수를 구하기 위해서 반응 관련한 , 를 핸드북에서 찾을 수가 있다.
여기에서 K는 에서 [=/ ]이다.
미분법과 적분법에서 구한 정반응 속도로 K2를 구해보자.
미분법 :
적분법 :
위에서 구한 의 값은 값에 비하여 충분히 작은값, 0에 가까운 값을 나타내므로 처음 가정했던 것처럼 평형상수의 정의에 의해 역반응은 무시할 수 있다.

키워드

화학,   공학,   초산에틸,   비누화반응,   실험