분별증류법

목차

1. DATA

2. Title

3. Regant & equipment

4. Process

5. Discussion

6. 연습문제 및 Referense

본문내용

수소 성분을 분리시킬 수 있다. 또 용제는 회수할 수도 있다. 예를 들면, 끓는점이 비슷한 벤젠(끓는점 80.1 ℃)과 시클로헥산(끓는점 80.8 ℃)의 혼합물은 공비혼합물도 되지만 여기에 메틸이소부틸케톤(끓는점 115.8 ℃)을 가하여 증류하면 쉽게 분리된다.
◎ steam distillation
수증기를 불어넣는 대신 물을 가하고 가열할 수도 있다. 물과 기름처럼 서로 섞이지 않는 것의 혼합물을 가열하면, 각 물질은 단독으로 가열되었을 때와 같은 증기압을 보이므로, 수증기와 물질의 증기압의 합이 대기압과 같아지면 유출하므로, 그 물질의 끓는점보다 낮은 온도에서 물과 함께 유출시킬 수가 있다. 보통의 증류법으로는 분해할 염려가 있는 유기물이나, 끓는점보다 저온이라도 상당히 높은 증기압을 갖는 유기화합물 등의 분리정제에 이용된다. 특히 유류(油類)와 같이 응축 후에 두 액층으로 분리하는 것 등에 편리하다
7. Reference
책 이 름
저 자 명
출 판 사
성문 이화학사전
대표 김 병 희
실험유기화학
윤 용 진
자유아카데미
http://100.naver.com/
http://www.chemeng.co.kr/
연습문제 풀이
1.두 가지 방법의 증류에서 얻은 끓는점-부피 곡선이 왜 다른가?
단순증류에서는 분별증류처럼 막혀있는 것이 없어서 증발되때 서로 간에 영향을 끼치게 된다. 즉, 혼합물에서 더 낮은 끓는점을 갖는 액체가 증류되면서 더 높은 끓는점을 가지는 액체의 분자운동에도 관여해서 그래프의 형태가 곡선을 띠게 된다.
하지만 분별증류에서는 여러개의 막들이 있어, 증기의 부분적인 응축과 응축액의 부분적인 증기화를 계속 할 수 있는 효능을 갖는다.
2. 증류에 의한 물과 메틸 알코올의 분리를 어떻게 하면 더 잘 할 수 있을까?
증류속도를 느리게 해서 위로 올라가는 증기와 응축해서 아래로 떨어지는 액체간에 열평형이 성립되도록 해야한다. 환류비나 관의 길이 증가, 단열을 철저히 하는 방법등이 있다.
(플러딩이 일어나지 않도록 조심해야 한다.)
3. 분별증류관을 이용할 때 왜 모든 혼합물을 완전히 증류하는 것이 불가능할까?
두 성분 또는 그 이상의 액체 혼합물을 증류하여 비점의 차이에 의하여 분리하는 조작을 분별증류라 한다. 혼합성분의 비점차가 크면 간단히 분리되지만 그 차가 적을때는 단계적으로 증류를 반복하여야 한다. 또한 일부는 냉각되어 분류관에서 남아있는 것도 있다.
분별증류관이 길면 길수록 분리하는데는 유리 하겠지만, 그럼 단열의 문제와 플러딩이 발생할 수 있는 문제가 생길 수도 있다.
4.진공펌프로 증류장치 안의 압력을 낮추어서 증류하면 어떤 이점이 있을까?
내부압력은 내부에너지 U를 온도 T가 일정한 조건하에서 부피 V로 편미분한 것, 즉 (∂U/∂V)t이다. 실재기체에 관한 반데르발스의 상태방정식에 따르면 내부압력은 a/V2로 주어진다(a는 상수). 분자 상호간의 인력 때문에 실재기체에서 관측되는 압력 p는 분자간 상호작용이 없는 이상기체에 비해 내부압력 a/V2만큼 작다. 반데르발스 식에 따르는 액체의 내부압력은 ΔE/V가 된다. V,ΔE는 각각 분자부피 및 분자응집에너지이고, ΔE/V는 응집에너지의 밀도이다. 내부에너지가 증가하면 끓는점 또한 증가한다.
그러므로 끓는점을 증가할수 있는 것은 압력, 온도, 부피, 질량, 가열 시간 이중 끓는점을 변화시키는 요인은 압력밖에 없다.
결국 내부압력이 낮추면 내부에너지 U도 낮아져 끓는점이 낮아지므로, 동일한 열을 가했을때 보다 많은 양을 분리할수 있다.(감압증류)
5. 승화란 무엇인가? 승화가 정제에 쓰일 수 있을까? 간단히 설명해 보아라.
고체가 액체 상태를 거치지 않고 직접 기체로 변하는 현상. 또 그 반대의 과정을 포함해서 말하는 경우도 있다. 예를 들면, 장뇌(camphor:캠퍼)나 나프탈렌 드라이아이스 등을 공기 중에 방치하면 상온에서 액체가 되는 과정 없이 모두 기체가 된다. 또 흑자색 요오드의 결정을 가열하면 융해하지 않고 적자색 기체가 되어 휘발하며, 그 증기를 냉각시키면 원래의 흑자색 결정이 된다. 얼음도 0℃ 이하에서는 직접 기체가 된다. 고체가 액체로 되는 과정 없이 직접 기체로 되는 이유는, 고체도 액체와 마찬가지로 일정한 증기압을 가지기 때문인데, 기화의 경우와 마찬가지로 주어진 온도에서 포화증기압과 같아질 때까지 승화가 진행한다. 고체 증기압은 물질에 따라 다르며, 같은 물질이라도 온도가 높아질수록 크다. 승화도 개개의 차이가 있어 가능할 것 같으나 매우 까다로운 공정일 것 같다.

키워드

증류,   분별증류,   분별증류법