목차
실험제목
실험목적
실험 이론
실험 방법
기구 및 시약
실험결과
토의 및 결과
결론
참고문헌
실험목적
실험 이론
실험 방법
기구 및 시약
실험결과
토의 및 결과
결론
참고문헌
본문내용
k4)
[g mole/liter]
0
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60
1.13
1.19
1.25
0.86
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0.82
0.82
960
0.53
0.60
0.80
0.82
1020
0.52
0.59
0.77
0.80
2) Result Graph
8. Discussion
<실험 4>
이번실험은 직렬로 연결된 3개의 교반 탱크를 이용하여 CSTR을 실험해봄으로써 용액을 주입하였을 때 주입 속도별 유량의 변화와 전도도의 변화를 살펴보는 실험이었다.
두 가지 실험을 진행하였는데, 첫 번째 실험은 반응기를 교반하지 않고 KCl을 0.001M을 각각 100ml/min, 200ml/min, 300ml/min의 속도로 공급해 주며 각 반응기의 농도 변화를 측정하는 것이다. KCl의 분자량이 74.55 이므로 계산하여 증류수 10L 에 0.7455g을 넣어 0.001M의 용액을 만들어 주었다. 실험 시작 전 3개의 반응기를 증류수로 4~5번 헹구어 전기전도도의 값이 0~1을 나타남을 확인하고 실험을 시작 하였다.
이론상 위의 그림과 같이 농도변화가 나타나야 한다. 반응기1번에 주입을 함으로 첫 번째 반응기부터 서서히 농도가 올라가 2, 3번째의 반응기도 같이 올라가게 된다. 어느 정도의 시간이 경과되면 그 농도 차이는 없어지며 한 값으로 수렴을 하게 된다. 실제 값에서도 이와 같이 나왔으며, 각 주입속도에 따라 그래프도 다르게 나왔다. 특히, 3개의 그래프에서 볼 수 있는 차이점은 교반을 하지 않고 주입속도만 높였을 뿐인데도 불구하고 주입속도를 높일수록 세 반응기의 농도가 같아지는 시간은 짧아졌다. 100ml/m 보다 300ml/m 때의 시간이 반 이상 줄어들었다. 또, 특이한 점은 주입속도가 높아질수록 전도도값 mho이 높아졌다는 것이다.
두 번째 실험은 같은 100ml/min으로 0.001M의 KCl을 주입하였을 때 교반을 하거나 하지 않았을 때의 값을 비교해 보는 것이다. 두 실험의 최대값, 수렵값은 거의 120mho으로 비슷했지만 그 시간은 거의 5배의 차이가 났다.
이 실험들을 통하여 알 수 있었던 것은 주입속도가 높아질수록 반응기 3개가 같은 전도도값을 가질 때까지의 시간은 점점 짧아진다는 점, 즉 전도도가 뜻하는 것은 그 반응기에서의 KCl농도로 농도가 같아지는데 걸리는 시간이 짧아진다는 것이다. 또, 주입속도가 빠를수록 수렴하는 농도 또한 높아진다는 것이다. 4번 실험에서는 교반을 할수록 반응기 내 전체적인 농도가 금방 일정해 지면서 교반하지 않았을 때에 비해 고농도의 KCl이 다음 반응기로 넘어가, 금방 평형에 도달할 수 있음을 알게 되었다.
<실험5>
본 실험은 특정한 정상상태의 값에서 a step으로 입력값에 negative한 변화를 주어 새로운 정상상태를 만드는 실험이었다. 이론값은 구하려 했으나 반응조 4번에서 수송지연을 포함한 반응식을 구할 수 없어서 비교를 하지 못했다. 전반적으로 볼 때, 이 실험은 비교적 잘 수행되었다고 본다. 수송지연(=dead time)은 대략 800초 정도이다. 특징적인 점은 농도가 옅어질수록 4번 tank에서의 농도 변화가 점점 줄어들어서 나중에는 그 변화가 너무 미미했다. 그리고 3번 째 탱크의 농도만큼 4번째 탱크의 농도가 옅어지려면 몇 시간은 더 걸릴 것이다.
9. Reference
반응공학, 장현태 외, 동화기술교역, 1999, p. 21∼23
화학공학실험, 성기천 외, 사이텍미디어, 2000, p. 527∼528
공정해석 및 제어, Donald R. Coughanowr, 도서출판 희중당, 1991, p. 56~57, 70~71
디스플레이 화학 공학 실험, 도서출판 아진, 정우식 외 12명, 2007, p. 237
화학반응공학, 신채호 외, 동화기술, 2006, p.140
화학 공정제어, 도서출판 아진, James B. Riggs, 2000, p. 146~147
[g mole/liter]
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60
1.13
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960
0.53
0.60
0.80
0.82
1020
0.52
0.59
0.77
0.80
2) Result Graph
8. Discussion
<실험 4>
이번실험은 직렬로 연결된 3개의 교반 탱크를 이용하여 CSTR을 실험해봄으로써 용액을 주입하였을 때 주입 속도별 유량의 변화와 전도도의 변화를 살펴보는 실험이었다.
두 가지 실험을 진행하였는데, 첫 번째 실험은 반응기를 교반하지 않고 KCl을 0.001M을 각각 100ml/min, 200ml/min, 300ml/min의 속도로 공급해 주며 각 반응기의 농도 변화를 측정하는 것이다. KCl의 분자량이 74.55 이므로 계산하여 증류수 10L 에 0.7455g을 넣어 0.001M의 용액을 만들어 주었다. 실험 시작 전 3개의 반응기를 증류수로 4~5번 헹구어 전기전도도의 값이 0~1을 나타남을 확인하고 실험을 시작 하였다.
이론상 위의 그림과 같이 농도변화가 나타나야 한다. 반응기1번에 주입을 함으로 첫 번째 반응기부터 서서히 농도가 올라가 2, 3번째의 반응기도 같이 올라가게 된다. 어느 정도의 시간이 경과되면 그 농도 차이는 없어지며 한 값으로 수렴을 하게 된다. 실제 값에서도 이와 같이 나왔으며, 각 주입속도에 따라 그래프도 다르게 나왔다. 특히, 3개의 그래프에서 볼 수 있는 차이점은 교반을 하지 않고 주입속도만 높였을 뿐인데도 불구하고 주입속도를 높일수록 세 반응기의 농도가 같아지는 시간은 짧아졌다. 100ml/m 보다 300ml/m 때의 시간이 반 이상 줄어들었다. 또, 특이한 점은 주입속도가 높아질수록 전도도값 mho이 높아졌다는 것이다.
두 번째 실험은 같은 100ml/min으로 0.001M의 KCl을 주입하였을 때 교반을 하거나 하지 않았을 때의 값을 비교해 보는 것이다. 두 실험의 최대값, 수렵값은 거의 120mho으로 비슷했지만 그 시간은 거의 5배의 차이가 났다.
이 실험들을 통하여 알 수 있었던 것은 주입속도가 높아질수록 반응기 3개가 같은 전도도값을 가질 때까지의 시간은 점점 짧아진다는 점, 즉 전도도가 뜻하는 것은 그 반응기에서의 KCl농도로 농도가 같아지는데 걸리는 시간이 짧아진다는 것이다. 또, 주입속도가 빠를수록 수렴하는 농도 또한 높아진다는 것이다. 4번 실험에서는 교반을 할수록 반응기 내 전체적인 농도가 금방 일정해 지면서 교반하지 않았을 때에 비해 고농도의 KCl이 다음 반응기로 넘어가, 금방 평형에 도달할 수 있음을 알게 되었다.
<실험5>
본 실험은 특정한 정상상태의 값에서 a step으로 입력값에 negative한 변화를 주어 새로운 정상상태를 만드는 실험이었다. 이론값은 구하려 했으나 반응조 4번에서 수송지연을 포함한 반응식을 구할 수 없어서 비교를 하지 못했다. 전반적으로 볼 때, 이 실험은 비교적 잘 수행되었다고 본다. 수송지연(=dead time)은 대략 800초 정도이다. 특징적인 점은 농도가 옅어질수록 4번 tank에서의 농도 변화가 점점 줄어들어서 나중에는 그 변화가 너무 미미했다. 그리고 3번 째 탱크의 농도만큼 4번째 탱크의 농도가 옅어지려면 몇 시간은 더 걸릴 것이다.
9. Reference
반응공학, 장현태 외, 동화기술교역, 1999, p. 21∼23
화학공학실험, 성기천 외, 사이텍미디어, 2000, p. 527∼528
공정해석 및 제어, Donald R. Coughanowr, 도서출판 희중당, 1991, p. 56~57, 70~71
디스플레이 화학 공학 실험, 도서출판 아진, 정우식 외 12명, 2007, p. 237
화학반응공학, 신채호 외, 동화기술, 2006, p.140
화학 공정제어, 도서출판 아진, James B. Riggs, 2000, p. 146~147