[화공 기초 실험] 단증류 [예비]

소개글

[화공 기초 실험] 단증류 [예비]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험장치 - 단증류 실험장치
4. 실험방법
5. 추론

본문내용

조성
Pa는 저비점 고유증기압
Pb는 고비점 고유증기압입니다.
(2) 메탄올의 상대휘발도
특정 온도에서 (메탄올의 증기압)/(물의 증기압) 을 말한다.
메탄올은 다른 물질에 비해 휘발성이 크므로 상대휘발도가 크다.
(메탄올의 상대휘발도 = 4.058)
(3) Rayleigh식에 대해
단증류를 시작한 후 임의의 시간 후에 증발관내에 남아있는 액량을 W(1b mole)
이라 하고 저비점 성분의 Mole 분율을 W라 하면 관내에는 W·X(1b mole)의
저비점 성분이 있게된다. 이때 액과 평형되어있는 증기속의 성분의 MOLE
분율을 Y라하고 dW(1b mole)만큼 증류하였을때 발생증기속의 그 성분의
양은 X·dW(1b mole)이다.
이때 남은 용액의 양은 (W-dW)lb mole로서 이 성분의 MOLE분율은 X-dW가
되므로 관내에 남은 저비점 성분의 양은 (W-dW)(X-dX)1b mole이다.
따라서
W·X = Y dW + (W-dW)(X-dX) --------------- (11)
여기서 2차 미분항을 무시하면
dW/W = dX/(Y-X) --------------- (12)
여기서 W₁,X₁부터 W₂,X₂까지 적분하면
w₁ x₁
∫ dW/W = ln w₁/w₂ = ∫ dX/(Y-X) ---------- (13)
w₂ x₂
가 되며 식 은 RAYLEIGH 의 식으로 알려져 있다.
(4) 증류의 원리
액체를 끓는점까지 가열하고, 증발한 물질을 냉각하여 다시 액체로 만드는 일.
액체를 정제할 때, 또는 액체가 혼합물인 경우 이것을 각 성분으로 분리시킬 목적으로 행하는 일이
많다. 증류할 때 처음에 증발해 나오는 것은 끓는점이 낮은 물질이고, 나중에 나오는 것일수록 끓는
점이 높은 물질이다. 증류에 의해서 얻는 액체를 유출액 또는 유분(溜分)이라 하고, 남은 액체를 잔
류물이라고 한다.
3. 실험장치 - 단증류 실험장치
4. 실험방법
a. 30～70%의 메탄올 수용액을 300cc 정도 조제하여 증류 플라스크에 넣는다.
b. 개별의 메탄올 원액의 밀도를 측정하고 표에서 농도를 결정한다. 또는
초기에 정확한 농도의 메탄올 용액을 조제하여도 좋다.
c. 가열과 동시에 콘덴서에 냉각수를 통한다.
d. 증류가 시작하여 증기가 유출되면 초류를 5cc 정도 취하여 밀도를 구한다.
e. 유출량을 시간에 따라 기록하고 온도도 기록한다.
f. 유출량이 150cc정도가 되면 증류 5cc를 취하여 같은방법으로 농도를
구한다.
g. 증류가 끝나면 잔액을 냉각시키고 그 양 및 농도를 구하고 역시 잔류출액량 및 농도를 구한다.
5. 추론
① 일정시간 간격으로 온도와 유출액량의 변화를 표에 정리한다.
② 원액, 잔류액, 유출액, 밀도 및 조성으로부터 식 W1 - W2 = D 와
W1x1 -W2x2 = DxDav 에 의한 총괄물질수지식을 확인할 수 있다.
③ 과
에 의한 잔류액의 이론값과 실험값을 비교할 수 있다.
④ In W2 = In W1 - I1 + I2 에 의한 유출액의 평균조성을 구하고 실험값과의 일 치 여부를 확인할 수 있다.

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