단위조작실험 - 기체확산계수의 측정

소개글

단위조작실험 - 기체확산계수의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론

2.이론

3.실험방법

4.결과 및 고찰

5.결론

6.참고문헌

본문내용

공기공급원과 연결하고 항온조에 넣어 일정 온도로 유지되게 한다. 공기를 이용할 경우에는 aspirator를 사용하는 것이 간편하다. 액의 높이는 cathetometer로 읽는다.
<실제 사용한 실험장치>
4. 결과 및 고찰
1.Data Sheet
Temp.(℃)
Time from
Commencement
of Experiment(min)
Liquid Level
|(Z0-Zt)|
Z0=53.548(mm)(65℃)
Time / |(Zt＋Z0)|
(sec/mm)
65
Zt=53.549 10min(68.5℃)
0.001
5.6024
53.551 20min(70℃)
0.003
11.2046
53.553 30min(69℃)
0.005
16.8066
53.555 40min(68.5℃)
0.007
22.4083
53.556 50min(67℃)
0.008
28.01016
53.558 60min(65℃)
0.01
33.6116
53.560 70min(69℃)
0.012
39.21276
53.561 80min(69℃)
0.013
44.8142
53.563 90min(67℃)
0.015
50.4150
53.564 100min(68℃)
0.016
56.0161
2. (Zt-Z0)와 t/(Zt+Z0)를 plot하여 얻어진 직선의 기울기로부터 확산계수를 구하기
윗 식을 사용해서 풀어보면..
3. 식(9)에 직접 실험결과를 대입하여 확산계수를 구하기
식 (9) :
먼저 갑은 다음의 Antoine식을 이용하여 구하겠다.
acetone의 Antoine식의 상수는
A = 14.3916 B= 2795.82 C=230.00 이다.
여기에서
『 , ,
, , ,
, , 』
위 값을 대입하면 식 (9)에 대입하면
증기압이 P보다 크므로 값이 나오지 않는다.
다른 자료를 이용해서 구해야 한다.
4. 실험온도와 압력에서 식(12)에 의한 확산계수를 계산
식 (12) :
DAB = 확산계수 (cm2/s)MA,MB = 성분 A,B의 분자량
T = 절대온도 (K) P = 압력 (atm)
σAB = 유효충돌직경(Å) ΩD = 충돌적분 f(КT/εAB)
К = Baltzman상수[erg/K]
고찰
이 실험을 하기 전에 pre report를 쓰면서 이 실험은 많은 인원이 필요하지 않는 실험이란 걸 알았다. 그만큼 간단한 실험인거 같았다. 실험을 시작 하기 전에 Z0, Zt 을 먼저 알아야한다. 처음에 Z0읽는 법을 몰라서 헤맸었지만 조교님의 도움으로 알 수 있었다. Z0, Zt 을 읽고 10분마다 Zt의 변화값을 읽고 데이터 시트에 기록하면 된다. 그리고 T자형 확산 cell을 렌즈로 보면 뒤집혀서 보이기 때문에 잘 봐야 된다. 이걸 100분 동안 할려니 많이 지겹긴 했지만 간단한 실험이어서 어려움은 없었던 거 같다.. 실험은 실수 없이 진행했지만 다시 한번 정확한 눈금을 읽었는지에 대해 생각해 볼 문제이다.
5.결론
이 실험을 통해서 우리는 Stefan 확산 cell을 이용하여 ethanol이 공기나 질소 중으로 증발할 때 확산계수를 측정하여 문헌 값이나 각종 추산식에 의한 계산값과 비교할 수 있었다.
이러한 계산을 통해서 기체의 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이며, 온도, 압력, 조성 등의 영향을 받는 것을 알 수 있었고, 이 모든 것을 눈으로 확인할 수 있었다.
6.참고문헌
1) 화공실험2 매뉴얼
2) 화학공학개론, 김학준 저, 문운당(2000), p.209~213
3) 단위조작실험, 허광선 외 2명, 보문당(1996), p.421~428.
4) 단위조작 제 4판, W. L. Macabe, J. C. Smith, P. Harriott 저, 희중당(1987), p.507~512.

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