[공학실험] 관류형 반응기(Plug Flow Reactor, PFR) 실험 (예비+결과레포트)

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목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험장치

4. 실험준비물

5. 실험방법

6. 실험결과

본문내용

리고, 이때의 직선부분의 기울기로부터 E/k를 절편으로부터 ln Z를 얻을 수 있다. 이로부터 임의 온도에서의 속도상수(k)를 구할 수 있게 된다.
공간시간을 통한 CSTR과 PFR의 비교
이번 실험에서 사용할 시약을 이용한 반응이론
반응의 반응식은 다음과 같다.
초산에틸에 대하여 물질 수지를 구하면
는 NaOH 수용액의 체적 유속
는 초산 에틸 수용액의 체적 유속
는 반응기의 부피
b는 초산에테르를 기준으로 한 반응속도
는 초산 에테르의 유입 농도
는 초산 에테르의 유출농도
따라서
또 NaOH의 농도로부터 초산 에틸의 농도는 다음 식으로 구할 수 있다.
여기서 a는 NaOH의 유입 농도
a1는 NaOH의 유출 농도
3. 실험장치
Plug-Flog Reactor
4. 실험준비물
(1) NaOH
(2) HCl
(3) 초산에틸
(4) 페놀프탈레인
(5) 뷰렛
5. 실험방법
(1) 두 개의 저장 용기에 각각 0.5N NaOH와 0.05N의 초산 에틸을 채운다
☞ 초산 에틸의 밀도는 0.898g/ml, 분자량은 88 이므로 10ml의
초산 에테르에 2030ml의 증류수를 가해야 0.05N의 수용액이 된다.
(2) 뷰렛에 각각 NaOH와 HCl 표준 용액을 넣는다.
(3) 반응용액 채취 후, HCl을 삼각플라스크에 넣어 잔존하는 NaOH 와 반응시킨다.
(4) HCl과 반응시킨 후 페놀프탈레인 용액을 몇 방울 적하한 뒤,
적정용 NaOH으로 채취한 반응 용액을 종말점까지 적정한다.
(산성 : 무색 → 염기성 : 붉은색)
(5) 소비된 적정용 NaOH의 양을 측정하여, PFR 내에서 반응에 소모된 NaOH의 양을 계산한다.
(6) 각 반응물의 유속을 변화하면서 실험을 반복한다.
6. 실험결과
NAOH 는 0.1N,초산 에틸은 0.05N로 시료 30ml 채취한 0.1N HCl로 역적정
cf) 역적정 (Back Titration)이란?
역적정은 적정 조작의 한 가지 방법으로 나머지 적정이라고도 한다. 이 적정법은 첫 번째 표준시약을 과량 넣은 다음에 두 번째 표준 시약을 사용하여 남아 있는 첫 번째 시약을 적정하는 간접적정법이다. 시료와 표준용액 사이의 반응속도가 느릴 때나 화학평형이 신속히 달성되지 않을 때, 또는 적당한 지시약을 선택할 수 없는 경우에 유효한 적정법이다.
* 온도 (30일때)
유량 (mL/min)
적정량(mL)
50
10.7
100
11.5
150
12.6
* 온도 (40일때)
유량 (mL/min)
적정량(mL)
50
7
100
7.9
150
8.2
(적정량)
◎ 유량 변화에 따른 적정량(HCl)의 변화 Plot (온도 변화 30 40)
반응기를 통과한 유량이 많아질수록 적정에 필요한 HCl의 양은 전반적으로 많게 나타났고, 온도가 높아질수록 적정이 적게 필요하다는 것을 실험 그래프를 통해 알 수 있다.
(적정량)
◎ 온도 변화에 따른 적정에 필요한 HCl양의 변화 Plot
적정에 필요한 HCl 양은 높은 온도보다 낮은 온도에서 많이 필요하며 유량이 많아질수록 전반적으로 적정이 많이 필요한 것을 알 수 있다.

키워드

관류형 반응기,   Plug Flow Reactor,   Plug Flow,   관류형반응기,   반응기,   역적정,   CSTR,   PFR