흡착평형 결과 보고서

목차

1. Abstract

2. Table of Contents

3. Introduction

4. Experimental

5. Result & Discussion

6. References

본문내용

15
2
50
18.9
0.0156
2
50
7.5
0.175
2
10
11
< Table 1. 실험의 raw data >
5. Result & Discussion
200ml
CH3COOH의 N농도
(mol/ℓ)
CH3COOH의 몰수
활성탄의 질량
(g)
CH3COOH 추출량
(㎖)
0.1N NaOH 적정량
(㎖)
흡착 후 남은 CH3COOH
N농도
흡착 후
200㎖안의 CH3COOH
1/N
활성탄에 흡착된
몰수
(x)
1g당 흡착된 몰수
(x/w)
c/(x/w)
0.5
0.1
2
5
31
0.62
0.124
2
-0.024
-0.012
-41.666
0.25
0.05
2
10
20.5
0.205
0.041
4
0.009
0.0045
55.555
0.15
0.03
2
25
14
0.056
0.0112
6.666
0.0188
0.0094
15.957
0.0875
0.0175
2
50
15.5
0.031
0.0062
11.428
0.0113
0.00565
75.486
0.0515
0.0103
2
50
18.9
0.037
0.0074
19.417
0.0029
0.00145
35.517
0.0156
0.00312
2
50
7.5
0.015
0.003
64.102
0.00012
0.00006
260
0.175
0.035
2
10
11
0.110
0.022
5.714
0.013
0.0065
26.923
< Figure 2. [c/(x/w)]-c 그래프. >
☞ 위 그래프는 raw data를 토대로 작성한 것이다.
5-2. 데이터 분석
1) 흡착 후 남아 있는 아세트산의 N을 구하는 식은...
0.1NaoH × NaOH의 적정 부피
☞ 남아있는 아세트산의 N = ―――――――――――――――
각 농도에서 추출한 산의 부피
2) 흡착 후 시료 200㎖에 남아있는 아세트산의 몰수
☞ 남아있는 아세트산의 N × 0.2ℓ
3) 활성탄에 흡착된 몰수(mol)
☞ 각 부피에 있는 아세트산의 몰수 - 200㎖에 남아 있는 아세트산의 몰수
4) x/w 는 활성탄 1g당 흡착된 아세트산의 몰수 이다.
☞ 이는 식 그대로 (활성탄에 흡착된 몰 수) / (활성탄의 무게) 로 한다.
5) c/(x/w)는 4)번에서 구한 값을 역수를 취하고 농도를 곱해준다.
x
y
0.0515
35.517
0.25
55.555
5-3. 최소 자승법을 사용하여 이론값 구하기
: 위 두 값을 y=ax+b를 만족키는 a,b값을 구해보면...
a = 100.9471 이고, b = 30.31822 이다.
그러므로 y = 100.9471x + 30.3182 로 쓸 수 있다.
이 a = 1/
N sub m
, b = 1/
N sub m
K 이므로, K,
N sub m
을 구하면,
N sub m
=0.009 이고 K=3.664 이다. 계산에서 나온 K,
N sub m
, c값으로부터 Langmuir 등온흡착식을 사용하여 (x/w)값의 계산을 해보면, 다음과 같은 값이 나온다.
(x/w) =
N sub m
k c / (1 + kc) 식을 사용한다.
시료의 농도(c)
(x/w)mol/g
c/(x/w)
0.5N
0.00582
85.911
0.25N
0.00430
58.139
0.175N
0.00351
49.857
0.15N
0.00319
47.021
0.0875N
0.00218
40.138
0.0515N
0.00142
36.268
0.0156N
0.00049
31.836
< Table 3. 등온 흡착식을 이용한 이론값 >

5-4. 오차 원인 및 토의.
: 이번 실험 그래프와 이론상의 그래프와는 판이하게 다른 것을 한눈에 알수 있었다. 우선 몇 가지 오차 원인을 추측해 보자면
첫째, 활성탄의 정확한 무게를 mg까지 측정하지 않았다.
둘째, 노르말 농도를 희석시켜 여러 가지를 만들 때 다른 용액이 섞이지 않았나 하는 추 측도 든다.
셋째, NaOH 적정 시 색 변화의 시점을 정확히 읽지 못했했다.
넷째. 완전한 평형상태에 도달했는지에 대한 의문이 있다.
다섯째, 평형상태에 이른 활성탄과 산의 혼합물을 거를 때 한번만 걸렀던 것도 의심이 간 다. 완전히 활성탄이 걸러지지 않았을 수도 있다는 점을 생각해 볼 수 있기 때문이다.
이러한 이유들이 큰 오차를 만드는데 작용했다고 본다. 처음 기준이 되는 0.5N 아세트산 에 대한 NaOH의 값이 터무니없이 크게 나와서 실험이 잘못되지 않았나 하는 생각을 했 었다. 그런데 역시나 raw data를 토대로 여러 가지 값들을 계산해보니 음(-)의 값이 나 오는 황당한 일이 벌어졌다. 실험시간에는 산과 활성탄을 함께 섞어서 파라 필름으로 입 구를 막아 두고 간 후 이틀이 지나서 실험을 다시 할 때 수업 시간이 아니라 긴장감이 좀 풀려서 그랬는지 실험을 하는데 실수 투성이었다. 조원들이 한꺼번에 모여서 실험을 한 것이 아니고 따로따로 들어와서 그런지 매우 어수선했다. 그래서 그랬는지 실험 data 가 엉망이다. 덕분에 실험을 고생해서 실험을 하고도 만족할 만한 결과를 얻지 못해 무척 아쉽다. 실험을 막상 할 때에는 간단한 실험이라는 생각을 하였는데 우리가 구한 data를 토대로 Langmuir 등온흡착식과 최소 자승법을 이용하여 여러 가지 값을 구할 수 있음을 깨닫고 나니 간단한 실험으로 보이더라도 그 실험에서 나온 간단한 data로 인해 많은 이론적인 수들을 구할 수 있다는 점에 놀라웠다.
6. References
1) http://www.bscarbon.com/pro_5_4.htm → Introduction 활성탄 그림 & 글
2) http://ynucc.yeungnam.ac.kr/~jysah/numerical/Chap40/intro.html
→ Introduction 최소 자승법 인용부분.
3) http://www.samchullyac.co.kr/actest_06.htm → Introduction 활성탄 부분.
4) Richard M.Felder,Elementary principles of Chemical Processes, WILEY,CHap2, Page 24, ??(연도는 책에 안나와 있어요..^^;) → 최소 자승법

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흡착,   평형,   화공기초,   실험,   레포트,   보고서