기체흡수(Gas Chromatography) 결과레포트

소개글

기체흡수(Gas Chromatography) 결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목표

2. 실험 이론

3. 실험 기구

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 고찰

본문내용

도계
⑥ Water distributor
⑦ Flow meter
⑧ Drain
⑨ Manometer
⑩ Flooding vessel
⑪ Pump S/W

페놀프탈레인 지시약
비이커
적정장치
4. 실험 방법
실 험 방 법
관의 바닥에 있는 액체 저장탱크에 약 3/4를 순수로 채운다. 첨가된 용량을 주시한다.
CO2 , Air 유량계를 잠그고, 물유량계를 조절하여 약 의 유량이 흐르도록 한다.
Air 펌프를 가동시키고 유량계를 조절하여 공기흐름을 준다
CO2는 Air 유량의 절반 정도가 되도록 조정한다.
안정된 가동 15분 후 V8, V11 로부터 10분 간격으로 샘플을 모은다. 샘플은 100ml 정도 모으고 아래에 설명된 순서에 따라 샘플을 분석한다.
물속에서 용해된 이산화탄소의 분석
필요한 화학용액
페놀프탈레인 지시약
1M 수산화나트륨 표준용액 20㎖에 증류수를 채워 1ℓ로 하여 0.02M 수산화나트륨 용액을 준비하고, 플라스크에 마개를 하여 공기로부터 이산화탄소 침투를 막도록 한다.
순서
약 100 샘플을 V8 , V11 로부터 각각 채취한다.
각각의 샘플은 50㎖씩 메스실린더로 측정하여 삼각플라스크에 담는다.
페놀프탈레인용액을 각각의 샘플에 몇 방울 첨가한다. 0.02N NaOH로 적정을 하며 명확한 분홍색이 약 30초 동안 지속될 때까지 행한다.
계산
샘플에 용해된 CO2의 양은 다음으로부터 산출되어진다.
주의 : 물에서 의 용해도는 온도에 많은 영향을 받는다.
이 적정방법의 정밀도는 대략 이다.
5. 실험 결과
1) 실험 조건
2) 실험 결과
3) 농도 계산
4) 이중경막설을 통한 물질수지식 계산
5) 용해도표
6) 시간에 따른 그래프
6. 고찰
이번 실험은 충전탑을 이용한 분리조작중 하나인 기체흡수에 대해 알아보는 실험이었다. 흡수의 원리를 이해하고, 충전탑에서 기체와 액체가 향류로 흐를 때의 특성을 익히며, 기체 혼합물 중의 한 성분을 흡수시켜 물질 전달 계수를 구해보았다. 또한 전달 단위 수(Number of transfer unit, NTU)와 전달 단위 높이(Height of transfer unit, HTU)를 계산하여 그에 관한 개념도 파악했다. 초기 조건으로는 물의 유량은 2L/min, 공기의 유량은 10L/min, CO2의 유량은 5L/min 으로 두었다.
의 농도는 적정을 통하여 분석하게 되는데 이를 진행하기 위해서 적정 용액으로 를 사용하였다. 실험방법에 따라 CO2를 공급하기 전 상온에서 물속에 녹아있는 CO2의 농도를 알아보기 위해 공시험을 하였다. 이후 초기 15분은 안정적인 운전을 위하여 데이터를 분석하지 않고 15분 이후부터 10분 간격으로 유체를 채취하여 분석하였다. 채취는 100mL씩 채취하여 적정에 사용한 양은 50mL씩 사용하였다. 구한 적정 데이터를 통하여 농도를 구하고 문헌값에 의한 포화농도를 구한다음 를 구하였다.
실험결과를 분석해보면, 먼저 적정량은 V8에서의 값이 V11에서의 값보다 높게나왔다. 이는 이론적인 결과와 일치하는 값이 나왔다. 다만 70분 이후부터 적정량이 떨어지는 것을 볼 수 있다. 이는 시간에 따른 온도변화와 관련해서 설명 할 수 있다. 시간에 따른 온도변화를 보면 온도가 점점 증가하는 것을 볼 수 있는데 이론적으로는 온도는 일정해야 한다. 하지만 온도가 외부적 영향(온풍기), 물 펌프의 가동으로 인한 발열, 기체흡수에서 생기는 발열(발열반응이기 때문에) 등의 원인으로 인한 온도증가로 볼 수 있다. 온도가 증가함에 따라서 CO2
의 용해도는 감소하여 적정량이 감소하였을 것으로 보인다.
시간에 따른 압력강하를 보면 압력강하는 거의 일어나지 않은 것으로 보인다. 시간에 따른 NOX의 변화는 60분까지 증가하다가 70분 이후 감소하는 것을 볼 수 있는데 이는 농도의 변화에 따른 그래프의 경향으로 보인다. 시간에 따른 HOX의 변화는 탑 높이를 NOX로 나누어준 것이기 때문에 탑 높이는 일정하고 NOX는 증가 이후 감소를 보여주기 때문에 HOX는 감소 이후 증가를 보인다. 다만 90분에서의 지나치게 큰 값은 90분에서 V8과 V11에서의 적정량이 거의 같아져 NOX가 0에 가까워 졌기 때문에 보이는 모습이다.
물질전달에서 배운 기체흡수에 대한 이론을 실험으로 잘 알아볼 수 있는 실험이었다. 그림으로만 보던 충전탑을 직접 실험기구로 보고 이론을 적용해봄으로써 이중경막론과 헨리의 법칙에 대한 이해를 높이고 오차의 원인을 분석함으로 실제 설계에 필요한 요소가 무엇인지 알 수 있는 실험이었다.

키워드

기체흡수,   Gas chromatography,   전달 단위수,   NTU,   전달 단위높이,   HTU,   기체흡수 결과,   실험