[화학공학실험]용매추출 - 분배계수의 결정

소개

유기 물질의 용매에 의한 추출의 개념을 이해하고 물 층에 녹아 있는 아세트산이 1-부탄올 층으로 얼마나 옮겨가는가를 분배 계수를 측정하여 알아보는 실험 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 이론 및 원리
1.1. 추출(extraction)
액체의 용매를 사용해서 고체 또는 액체 속에서 어떤 특정한 물질을 용해 분리하는 조작.
액체에서 추출하는 데는 분별 깔때기 등을 사용하며, 용매로는 물 알코올 에테르 석유에테르 벤젠 아세트산에틸 클로로포름 등이 사용됨.

<중 략>

1.1. 실험 과정
1.1.1. 분별 깔때기에 0.5N 20㎖와 1-butanol 20㎖를 넣고 마개를 막아 흔들어 섞는다. (너무 세게 흔들지 말고 어느 정도 섞여야 하므로 적당히 흔들어 섞어준다. 세게 흔들 경우 에멀젼이 생겨 두 액체층의 분리가 많이 안 될 수도 있다. 너무 살살 흔들면 용액이 고르게 섞이지 않을 수 있으므로 적당한 강도로 섞어준다. 흔들어 섞는 과정 중간에 콕을 열어서 내부 압력을 제거하였다.)
1.1.2. 마개를 열고 평형상태에 도달하도록 방치한 후 두 층으로 분리되게 한다.(평형상태에 도달했는가를 구체적으로 확인할 수는 없으나 flow chart에 나온 5분 정도 시간여유를 가지고 평형에 도달한 것으로 생각하고 실험을 수행하였다.)

<중 략>

0.5N 에서는 분배 계수가 0.719로 나왔고 1.0N 에서는 1.01로 나왔다. 분배 계수를 사용할 때 원래는 활동도의 비로 계산을 하지만 농도가 낮은 용액(low solute concentration)에서는 이 활동도의 비를 농도의 비로 근사해서 생각할 수 있다. 실험을 한 1-butanol을 추출 용매로 하고 를 용질로 한 수용액에서 분배계수의 perry’s handbook에서의 문헌값은 27℃에서 1.61 (wt% Basis)로 나왔다. 실험을 상온 25℃로 가정하였으므로 문헌값의 조건인 27℃와 2℃정도 차이가 나고 실제 실험실의 온도를 온도계로 측정하지 않아 실험값과 문헌값의 차이에 영향을 줄 것으로 생각된다. 실험의 문헌값과의 절대 오차는 각각 0.89, 0.60이고 상대오차는 각각 55%, 37%로 나타났다.

참고자료

· 일반화학 실험, 김은옥 외 4인, 자유아카데미, 2010, p.133～137
· 일반화학 실험, 일반화학 편찬위원회, 도서출판 나라, 1997, p.12～15
· 현대일반화학 Fifth Edition, Oxtoby Gillis, Nachtrieb, Thomson
· 유기화학 실험, 정평진 편저, 동명사, 2004, p.61～68
· Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, Perry 외 다수, McGraw-Hill, 2007
· 분석화학 , Skoog 외 3인, Transfer by 분석화학 연구회, 자유아카데미, 2004, p.104～108
· 화학대사전, 김창홍 외 5, 世和