1. 실험 목적
①기체 중의 휘발성 액체가 한 방향으로 증발하는 일방확산에 대한 실험을 행하여 물질 이동속도와 확산계수를 측정하여 확산의 원리를 이해하고자 한다.
②액체 중의 NaCl이 증류수로 확산하는 실험을 통하여 액체 확산의 원리를 이해하고자 한다.
2. 실험 이론
(1) 확 산
확산이란
- 아래 그림은 SOFC의 구조이다.
그림생략
- SOFC는 그림에 나타낸 바와 같이 중앙에 전해질이 있고, 양쪽에 전극이 있는 구조로 되어있다. 전해질은 치밀하여 가스를 투과시키지 않아야 하며, 전자전도성은 없으나 산소이온 전도성은 높아야 한다. 반면에, 전극은 가스가 잘 확산되어 들어갈 수 있는
확산 성분을 구배의 고농도 끝에 일정하게 공급하고 저농도 끝에서 일정하게 제거함으로써 구배가 유지될 때, 확산 성분의 흐름은 연속적이다. 이 이동은 물질전달 조작에서 이용된다.
2) Fick's Law
2성분의 혼합물이 z 방향으로 농도차가 있을 때 여기에 직각인 단위면적에 대해 단위시간 당 A 성분
확산 성분을 구배의 고농도 끝에 일정하게 공급하고 저농도 끝에서 일정하게 제거함으로써 구배가 유지될 때, 확산 성분의 흐름은 연속적이다. 이 이동은 물질전달 조작에서 이용된다.
2) Fick's Law
2성분의 혼합물이 z 방향으로 농도차가 있을 때 여기에 직각인 단위면적에 대해 단위시간 당 A 성분이
(9)
식 (8)과 (9)은 2성분 혼합물 확산에 대한 Fick의 제 1법칙을 설명한 것이다. 이 법칙은 다음 3가지 사항에 기초된 것임을 유의해야 한다.
1. 플럭스는 몰/면적-시간으로 표시된다.
2. 확산속도는 부피평균 속도에 상대적인 것이다.
3. 구동력은 몰농도 항(단위부피당 성분 A의 몰수)으로 표시된다.