[공학]섞이지않는 두액체의 용질분배

소개

일반화학실험(청문각) 이도원 조성일 공저 책 참고 했습니다.
주로 계산을 위주로 했고, 계산에 관한 이론들 중심으로 썻습니다.
많은 도움 되었으면 좋겠습니다.

목차

1. 실험 원리
2. 기구및 시약
3. 실험방법
4. 실험결과 및 계산
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

11. 실험 원리
서로 섞이지 않는 두 액체 α와 β가 두 액체층을 이루고 접해 있을 때, 두 액체에 다 녹을수 있는 어떤 용질 M을 넣어주면 이 용질은 두 액체층에 분배되어 들어가서 평형을 이루게 된다. 이러한 평행상태에서는 액체 α로부터 액체 β로 이동하는 용질분자의 수와 액체 β로부터 액체 α로 이동하는 분자의 수가 서로 같으면 따라서 이 평형을 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 M(α)와 M(β)는 각각 용매 α와 β에 용해되어 있는 용질 분자를 나타낸다. 이 평형은 화학평형의 한 유형이라고 볼 수 있다. 그리고 M(α)와 M(β)의 농도를 각각 와로 나타내면 다음과 같은 관계가 성립할 것이다.

이와 같이 정의되는 평형사수 K를 분배상수라고 부르는데, 주어진 온도에서는 용질의 양에 관계없이 일정한 값을 나타낸다. 다시 말하면 두 액체층에 용해되어 있는 용질의 농도비는 일정하다. 물과 벤젠으로 된 두 액체층에 벤조산을 분배시킬 때는 벤조산이 물 속에서는 보통의 분자량을 갖는 단위체로 존재하지만 벤젠 속에서는 2합체로 존재한다. 이와같은 용질 분자가 한 용매 속에서는 단위체로 존재하지만 또 하나의 용매 속에서는 n합체로서 존재하는 경우가 있다. 즉

용매 속에 들어 있는 단위체의 농도를 , 그리고 용매 속에 들어 있는 n합체의 농도(단위체로서의 농도가 아님)를 라고 하면 (2)식 대신에 다음과 같은 평형식이 성립해야 한다.


혹은


(2)식이나 (4)식은 용질의 농도가 묽을 때는 잘 맞지만 농도가 커지면 일반적으로 잘 맞지 않는다. 즉 농도가 클 경우에는 K의 값이 농도에 따라서 조금씩 변한다. 이것은 용질의 농도가 증가함에 따라서 많은 용질 분자가 회합을 하는 등 정상적인 행동을 하기 때문이다. (2)식이나 (4)식에서 농도대신에 활동도를 사용하면 모든 농도범위에서 K의 값이 일정하게 된다.

참고자료

· 없음