분야
hwpⅡ. 실험에 관한 이해(이론)
1. 확산(擴散, Diffusion)
2. 확산계수(擴散係數, Diffusion Coefficient)
Ⅲ. 실험 장치 & 시약
Ⅳ. 실험 방법 & 착안 사항
Ⅴ. 실험 결과와 정리
1. 실험 Data
2. NAZ(물질이동속도) 계산
3. P*(Vapor pressure) 계산
4. DAB(확산계수, Diffusion Coefficient) 계산(실험치)
5. DV(확산계수, Diffusion Coefficient) 계산(이론치)
6. 실험치와 이론치의 비교
Ⅵ. 토 론 & 오차 원인 & 결 론
Ⅶ. 연구 과제
Ⅷ. 참고 문헌
Ⅰ. 실험의 개요 & 목적
→ 확산(擴散, Diffusion)이 일어나는 원인에는 농도 구배, 활동도 구배, 압력 구 배, 온도 구배 등 여러 가지가 있다. 그 중에서 우리는 대기압하에서 증발액체의 온도에 따른 확산을 실험을 통하여 알아보고 그 개념을 이해한 후 확산계수(擴 散係數, Diffusion Coefficient)를 구해보자. 그리고 그것을 이론치와 비교하는 것 이 실험의 목적이다고 할 수 있다.
Ⅱ. 실험에 관한 이해(이론)
1. 확산(擴散, Diffusion)
→ 불균일한 농도에서 존재하는 물질이 분자의 열운동에 의해 될 수 있는 한 이 용 가능한 넓은 공간으로 퍼져 나감으로서 이동하는 현상, 또 한 개의 분자나 미 립자에 주목해서 그것들이 열운동에 의해 위치가 변하는 것도 확산이라 한다. 또 처음 일정방향을 향하고 있던 분자나 미립자가 시간과 함께 처음 방향을 잃는 현 상을 회전확산이라 한다. 이동기체의 혼합물에 있어 상호확산, 용액중에서의 용질 의 확산, 고온에 있어서 한 개의 고체에서 다른 고체 물질 확산, 기체 또는 액체 중에서의 미립자의 확산, 다공질 고체중에서의 기체의 확산등 자연계에 넓게 볼 수 있는 현상으로 또 우라늄 동위체 분리등 응용적으로도 중요하다.
2. 확산계수(擴散係數, Diffusion Coefficient)
휘발성이 큰 액체가 확산에 의하여 이동할 때 물질이동속도 NAZ는 다음과 같다.
이때 NBZ = 0 라 하면
------ ①
NAZ : Z방향으로의 A의 molal flux [gmol/㎠ sec] XA : 액체 A의 몰분율
DAB : 액체 A의 B에 대한 확산계수 [㎠/sec] C : 액체의 농도 [gmol/㎤]
Z : 액체가 이동한 방향의 거리 [㎝]
액면의 높이 Z1을 일정하게 유지하고 정상상태에 도달하면 N은 일정하므로 식 ①에서 몰분율(XA)을 전압과 분압으로 표시하고 적분하여 정리하면
이 된다. 그러므로 A물질의 B물질에 대한 확산계수 D는 다음과 같다.
여기서 T : 액체의 절대온도 [ K ]
P : 대기압 (전 기압) [atm]
PB1, PB2 : Z1, Z2에서의 B의 분압 [atm]
(A의 증기압 (at T[℃])를 뺀 것)
2. 『 이동현상론 』 J.R. Welty외 2인 공저 희중당 P. 403～409
3. 『 Perry's Chemical Engineer's Handbook 』 Table 3-318
4. 『 Chemical Product Dictionary 』 한국사전연구사 P. 349, 860, 935
5. 『 Unit Operation of Chemical engineering 』
Warren L.Maccabe 저 P. 655～656
6. 『 물리화학 』 안운선 저 청문각 P. 824～825
7. 『 물리화학 』 이익훈외 4명 공저 자유아카데미 P. 751～754
8. 『 단위조작 』 배광수외 9명 공저 희중당 P. 406～408
