기/액 평형

목차

1. 실험목적

2. 이론
1) 평형의 성질
2) 상률의 정리
3) 기/액 평형의 정성적 거동
4) 기/액 평형의 간단한 모델
5) 수정된 Raoult의 법칙에 의한 VLE
6)K-값 상관관계로부터의 VLE

3. 실험도구

4. 실험방법

본문내용

은 압력에 비례한다는 법칙.
일정한 온도에서 일정량의 용매에 녹는 기체의 질량은 압력에 비례하지만 부피는 압력에 관계없이 일정하다는 법칙이다. 이 법칙은 난용성 기체에만 적용되며, 용매에 잘 녹는 기체에 대해서는 적용되지 않는다. 즉, 물에 잘 녹지 않는 기체에 대하여 낮은 압력에서만 적용된다. 이 법칙이 잘 적용되는 기체로는 수소, 산소, 질소, 이산화탄소 등이 있으며, 이 법칙이 잘 적용되지 않는 기체로는 암모니아, 염화수소 등이 있다.
1803년 영국의 W.헨리가 실험적으로 발견하였는데, 이상기체의 법칙을 전제로 하면 열역학적으로 유도할 수 있을뿐만 아니라, 기체의 압력 및 용해도가 크지 않은 경우에는 근사적으로 성립한다. 이 법칙을 보일의 법칙과 결합시키면 평형상태에 있는 기체상과 액체상 사이의 기체 농도는 일정하다는 법칙을 유도할 수가 있다. 이것을 분배의 법칙 또는 분배율이라고 한다.
*물 속에 용해된 공기의 분율을 계산하고자 하는 경우 공기의 임계온도는 25℃보다 현저 히 낮기 때문에 Raoult의 법칙을 적용 불가능 ⇒ Henry의 법칙을 이용
*기상을 이상기체로 간주할 수 있을 정도로 충분히 낮은 압력에 대하여 적용
*액상 중에 아주 희박한 용질로서 존재하는 성분에 대하여
(Henry의 상수)
5) 수정된 Raoult의 법칙에 의한 VLE
*Raoult의 법칙에서 액상에서의 용액의 비이상성 고려
*기포점 계산
*이슬점 계산
*공비점(Azeotrope)
-공비물 존재 여부 확인 → 상대 휘발도(relative volatility)
-공비점에서는 →
→ →
→
→
6)K-값 상관관계로부터의 VLE
*주어진 화학성분이 기상과 액상사이에서 그 자체가 선택적으로 나누어지려는 경향을 나 타내려는 척도
(평형비)
*Raoult의 법칙에서
(1)훌래쉬Flash) 계산
-기포점 이상의 압력 하에 있는 액체가 압력이 감소할 경우
→ Flash : 부분적으로 증발하여 2상계 형성
-반응하지 않는 화학성분 1mol 포함하며 전체조성이 몰분율의 집합 {}로 표시되는 계
L : 몰분율이 {}인 액체의 몰수
V : 몰분율이 {}인 증기의 몰수
L + V = 1
(sol)
를 대입하면
⇒
위식에서 V를 구한 뒤
L = 1 - V
→
3. 실험도구
-실험물질 : 벤젠, 톨루엔
-실험장비 : 기액평형장치, 분석기(HPLC)
4. 실험방법
벤젠과 톨루엔의 혼합물을 증류
증발 기체 냉각
냉각용액 분석(HPLC)

키워드

기액평형,   기/액 평형,   기체와액체평형,   상률의 정리,   Duhem의 정리,   Raoult의 법칙,   Henry의 법칙