[화학공학기초실험] (예비+결과) 평형분배

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목차

1. Title
2. Date
3. Purpose
4. Theory
5. Instrument & Reagent
6. Procedure
7. Reference
8. Result
9. Discussion

본문내용

NaOH 용액 부피= 23ml
NaOH 농도
②. 실험치를 표1과 같이 정리하고 두 상에서 산의 농도 CA를 계산하고 또 식 (16-1)을 써서 분배계수를 계산하라.
1). CH3COOH + diethyl ether
번호
시료의 조성
가한 NaOH(ml)
CH3COOH의 농도(mol/l)
KD(CA/CB)
물 층
(0.532N)
Ether층
(0.011N)
물 층(CB)
Ether층(CA)
1
0.5N CH3COOH 25ml
+ Diethyl ehter 25ml
6.2
170
0.548
2
1.0N CH3COOH 25ml
+ Diethyl ehter 25ml
12.2
320
0.525
3
2.0N CH3COOH 25ml
+ Diethyl ehter 25ml
25.7
700
0.545
2). CH3COOH + benzene
번호
시료의 조성
가한 NaOH(ml)
CH3COOH의 농도(mol/l)
물 층
(0.532N)
benzene층
(0.011N)
물 층(CB)
benzene층(CA)
1
0.5N CH3COOH 25ml
+ benzene 25ml
8.9
19.6
2
1.0N CH3COOH 25ml
+ benzene 25ml
17.8
39.6
3
2.0N CH3COOH 25ml
+ benzene 25ml
38.1
136.2
②. logCB 대 logCA를 그래프로 그리고, 그 기울기와 절편으로부터 n 및 KD를 구하고 식 (16-3)에 의해 n을 계산하라.
1). CH3COOH + diethyl ether
시료의 조성
logCA
(ether)
logCB (물)
0.5N CH3COOH 25ml
+ Diethyl ehter 25ml
-0.743
-0.482
1.0N CH3COOH 25ml
+ Diethyl ehter 25ml
-0.468
-0.188
2.0N CH3COOH 25ml
+ Diethyl ehter 25ml
-0.128
0.136
2). CH3COOH + benzene
시료의 조성
logCA
(benzene)
logCB (물)
0.5N CH3COOH 25ml
+ benzene 25ml
-1.681
-0.325
1.0N CH3COOH 25ml
+ benzene 25ml
-1.375
-0.024
2.0N CH3COOH 25ml
+ benzene 25ml
-0.839
0.307

, 라 할 때, 최소제곱법에 의해
위 표 값을 이 식에 대입하고 풀면
에테르:
벤젠:
에테르:
벤젠:
③. 만일 n=1이 아니면, 그 결과를 설명하기 위해 어떤 가설의 제의가 필요한가?
어떤 용질을 섞이지 않는 두 종류의 용매 A와 B에 용해시킨 후, 두 용액이 평행에 도달했을 때 이 용질이 두 용매에서 같은 분자량을 유지한다는 가설
9. Discussion
이번실험은 서로 섞이지 않는 두 용매 사이에서 용질의 평형분배를 알아보는 것이 이었다.
실험은 용질이 두 용매에서 같은 분자량을 유지한다면, 즉 회합하지 않는다면 두 용매 상에 있어서의 용질농도는 가 성립하고, 용질이 A용매 중에서 단 분자로 존재하지만 용매 중에서 n분자회합체로 존재한다면 이 되어야 한다. 우리가 사용한 용질은 아세트산으로 카르복시산 계열인데 이것은 약산으로 물 층에서 약간 이온화하며 극성용매에서는 하나의 분자로 존재하며 회합하지 않는다. 즉, 아세트산은 극성용매인 ether과 물 어느 쪽에서 회합하지 않고 무극성 용매인 Benzene 에서만 회합체로 존재한다. 다시 한 번 말하자면 산소가 있는 쪽에서는 회합을 하지 않고 산소가 없는 쪽에서는 회합을 이룬다.
실험과정은 어려운 것이 없었으며 반복되는 실험이었다. 분별깔때기 사용에서 두 용매의 각각 10mL를 추출할 때에는 최대한 오차를 없애기 위해서 가장 아래층과 가장 위층을 사용했다. 오차의 원인으로는 실험과정에는 항온조를 사용해 25℃를 유지하며 두 용매에 녹인 것을 흔들며 20분간 방치를 해야 하는데 실제로는 그러지 못하였으며 물 층과 유기 용매 층에 쓰는 NaOH 농도가 보정을 했지만 정확하지 않았다. 그리고 0.01N의 농도로 유기용매를 측정할 때 농도가 너무 묽어서인지 용액을 한참을 부어도 색이 변하지 않아서 급하게 용액을 더 많이 만들었기 때문에 처음 농도와는 차이가 나타날 수밖에 없었다. 마지막으로 휘발성이 있는 유기 용매층은 하나씩 따르고 바로 실험을 해야 했는데 우리조의 경우 미리 비커에 전부 따라 놓고 기다리면서 적정을 했다.
이번 실험을 통해서 회합, 용매에 따라 용질이 녹는 정도, 분배계수, 평형분배를 알 수 있었다.

키워드

화학공학기초실험,   평형분배,   용질의 몰수,   용매,   분배,   평형 분배,   실험,   평형,   분배계수