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화학공정실험5 유화중합에 의한 poly vinyl acetate의 제조 예비보고서 평가A좋아요

REPORT실험5. 유화중합에 의한 poly vinyl acetate의 제조1. 제 목: 유화중합에 의한 poly vinyl acetate의 제조2. 실험 목적- 비닐 단량체의 유화중합의 한 예로써 초산비닐(VA)의 유화중합을 행함으로써 폴리초산비닐(PVA)을 제조한다.3. 이 론◎ 유화중합 (emulsion polymerization)중합하고자 하는 단량체와 상용성이 없는 액체를 분산매체로 사용하여 유화된 상태에서 행해지는 중합법이다. 유화 중합에는 단량체와 개시제 외에 분산 매체와 유화제가 필요하다. 분산매체로는 주로 물이 사용되는데 물에 녹아 있는 ion이 개시반응과 유화제의 역할에 영향을 미치므로 이온을 제거시켜 사용한다.- 장 점1) 빠른 중합속도로 고분자량의 고분자물질의 생성2) 개시반응, 정지반응 및 연쇄이동 반응 등을 조절하여 중합반응의 조절이 가능3) 분산매로서 물을 사용하므로 폴리머 취급 공정이 비교적 단순4) 반응온도의 조절이 용이하다.5) 중합속도와 분자량을 동시에 증대시킬 수 있다.6) 중합도가 큰 것 또는 다른 중합에서 얻기 힘든 공중합체를 쉽게 얻을 수 있다.- 단 점1) 유화제 등 불순물의 제거가 곤란하여 중합체의 물성에 나쁜 영향을 미치며 폐수 중의 유화제가 공해의 요인이 된다.2）Emulsion의 경우 매체가 유기물인 경우에 비해 물의 증발속도가 늦고, 무기물과의 혼합시 금속이온과의 화학반응으로 인한 Latex의 안정성이 불량으로 혼합의 한계가 있다.3) 유화중합에 있어서는 단량체의 상대반응성비 이외에 수상과 유상에서의 단량체의 분배계수가 문제가 되어 수상에서의 Homopolymer의 생성억제가 힘들다.４） 고분자의 입체구조 등 정교한 고분자들의 분자설계가 어렵다.◎ 유화제의 역할1) 기능- 물과 기름의 상용화 기능 (가용화)- 오염된 재료 표면의 활성화 가능- 중합장소(에멀젼입자 생성 및 성장의 장소)의 제공- 에멀젼 입자의 안정성 부여- 다른 물질과 홉합성 부여 (유/무기 안료, 충진제, 첨가제)- 코팅, Roll 작업성 향상- 재료 표면의 wetting 및 분산효과2) 단점- 기계적 안정성 결여 (기포 발생)- 내수성, 내용제성, 내약품성 저하◎ 가용화에멀젼화제의 수용액중에 물에 녹지 않는 단량체를 넣으면 단량체 분자는 미셀의 친유성 부분의 내부에 들어간다. 이렇게 생긴 무수히 많은 미소단량체 입자가 수중에 분산하여 마치 물속에 녹아들어간 것 같이 보인다. 이를 가용화(solubilization)되었다고 한다.◎ 유화 중합의 반응 원리◎ Radical 중합 mechanism1) 개시 반응 : 개시제가 분해되어 1차 radical 생성.생성된 radical 이 monomer와 반응하여 monomer radical 생성.2) 성장 반응 : monomer 들 끼리의 계속된 결합. Polymer를 형성.3) 종결 반응 : 결합반응(recombination)- 양 말단에 2개의 개시제 조각 존재.불균등화 반응 (disproportionation) - 한 고분자에 1개의 개시제 조각 존재.◎ 마이셀물속에서 계면활성제 (surfactant)의 농도가 어느 일정한 농도를 넘으면, 이들 계면 활성제들은 스스로 작은 콜로이드상의 입자를 형성한다. 계면활성제로 구성된 이 콜로이드 상 입자를 마이셀(micelle) 이라고 부른다. 마이셀을 형성할 수 있는 최소한의 계면 활성제 농도를 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration, CMC) 라고 한다.- micelle 내에서 유화중합의 반응원리◎ mechanism◎ vinyl acetate아세트산비닐수지의 원료가 되는 화합물로서 비닐알코올 CH2＝CHOH의 아세트산에스터에 해당하는 구조를 가지고 있다. 아세트산비닐 수지로서 도료·접착제나 제지용 사이즈제, 추잉검의 베이스 등에 사용된다.4. 시약 및 위험성 조사◎시약① 아세트산 비닐분자량 58.08 g/mol 밀 도 0.792 g/cm³녹는점 -93℃ 끓는점 72.71℃② 과산화 벤조일 (BPO)화학식C _{14} H _{10} O _{4} 분자량 242.23 g/mol 밀 도 1.3 g/cm³녹는점 103~106℃ 끓는점 350℃위험성 - 열에 불안정함 산소를 방출하며 분해되고 후에 발화할 수 있음 충격과 마찰에 민감함 가열시 폭발할 수 있음 산화성이 강하여 유기물 또는 산화되기 쉬운 물질 등과 접촉하면 화재 또는 폭발함 (산류, 알콜, 아민류, 금속 산화물 등)③ 과황산 암모늄화학식(NH _{4} ) _{2} S _{2} O _{8} 분자량 242.23 g/mol 밀 도 1.98 g/cm³녹는점 120℃④ 메틸 알코올화학식CH _{3} OH 분자량 32.04 g/mol 밀 도 0.791 g/cm³녹는점 -97℃ 끓는점 64.7℃⑤ 염화칼슘화학식CaCl _{2} 분자량 110.98 g/mol 밀 도 2.15 g/cm³어는점 772℃ 끓는점 1935℃⑥ 탄산 나트륨화학식Na _{2} CO _{3} 분자량 105.9884 g/mol 밀 도 2.54 g/cm³어는점 851℃ 끓는점 1600℃⑦ 아세톤분자량 58.08 g/mol 밀 도 0.7925 g/cm³어는점 -94.9℃ 끓는점 56.53℃◎기구Constant temperature bath, Ubelohde viscometer, 진공 데시케이터, 300ml 삼구 플라스크, 온도계, 교반장치5. 실험 방법◎ 실험 방법1) 초산비닐은 증류하여 끓는점 범위가 71~73℃인 증류분을 받는다.( 증류 이유 : 중합 억지제를 제거 하기 위함 )2) 증류한 초산비닐 100g과 100ml 메틸 알코올 및 1g 과산화벤조일을 취하여 삼구플라스크에 넣어 잘 흔들어 섞는다.3) 삼구플라스크의 곧은 입구에는 환류 냉각기를 장치하고, 양쪽 옆에는 각각 온도계와 교반 장치를 연결하여 교반 하면서 물 중탕으로 약 2시간 동안 65℃에서 가열한다. ( 반응이 진행됨에 따라 반응용액의 점도가 상승 )* 이떄 용액 일부를 취하여 메틸 알코올을 증발 시켰을 때 중량이 0정도의 피막이 남게되면 반응이 충분히 진행된 것임

공학/기술| 2015.11.09| 8페이지| 1,500원| 조회(238)

예비보고서, 유기합성, 화학공정실험, 유화중합, poly vinyl acetat..

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화학공학실험5. 분쇄 결과보고서

화학공학실험(Ⅱ) 보고서실 험 5. 분 쇄실험일: 20제출일: 20실험조:학 번:이 름:화 학 공 학 과실험 5. 분 쇄1. 서 론< 실험 목적>소형 ball mill로 건식 분쇄한 고체 시료를 조업 변수(회전수, 분쇄 시간)에 ?라 입경을 분석하여 분쇄효과의 변호를 조사, 고찰하여 분쇄와 체 분석의 원리를 이해g한다.2. 이 론◎ 실험 이론1. 분쇄 이론가루를 제조하는 손쉬운 방법이 분쇄이며, 유사이전부터 인류는 분쇄법을 개발했다. 현제도 원리적으로는 같은 방법을 쓰고 있다. 화학공업, 광산공업 등에서 분을 만드는 것은 분 자체가 목적이라기보다는 분의 큰 비표면적을 이용하여 다음 프로세스의 효율을 높이거나, 또 다른 물질의 혼합이나 암석 속에서 유용한 성분을 분리 회수하는 목적을 갖고 있다. 이와같은 것은 생체에서도 일상 경험하는 바이다.그 오랜 역사에도 불구하고 대량의 에너지를 소비하고, 또한 효율이 현저하게 낮은 것도 분쇄라는 단위조작의 특징이며, 연구의 진전도 가장 뒤떨어진 분야이기도 하다. 한편, 새로운 재료개발에 대해 분체의 입자지름 분포는 현저한 영향을 가지므로, 희망하는 입도 분포를 만들기 위한 분쇄법은 앞으로 중요성이 커며 각종표준사비교표[各種標準篩比較表]를 참고로 분류하여 상품으로 만들어진다.1) 고체의 표면에너지와 파쇄 표면에너지고체는 본래 응집에너지를 갖고 있으며, 파쇄되어 새로운 표면이 생성되면 응집에너지는 표면 에저지로 전환된다. 분쇄가 진행하여 새로 생긴 표면적이 증대하면 표면에너지도 증대하여 이윽고 양자가 비견(比肩)할 수 있게 되면 그 이상의 분쇄는 진행하지 않게 되어 이른바 분쇄한계에 도달한다.2) 분쇄조작분쇄는 에너지를 대량으로 소비하는 조작이므로 여러 가지 고안을 하여 분쇄효율을 개선할 피용가 있다. 예를 들면, 예부터 건식법보다도 에너지 효율이 좋은 습식법을 사용한 예가 있는 것도 그 하나이나, 한편 습식의 결점인 분쇄기 재료의 마모 문제도 동시에 고려해야 한다. 그리고, 미량의 분쇄조제를 첨가하여 분쇄속도를 높이거나 심냉 확대등, 그 내용도 끊임없이 유동적이라는 점에 특징이 있다.4) 분쇄기의 분류각각 원리가 다른 많은 분쇄방법에 의해 분쇄기를 분류하는 것은 매우 어렵고, 또 일반적으로 인정을 받는 결정적인 것은 없다. 일반적으로 입자(주로 제품분체)의 입도에 따라 [ 조쇄 ]((수10㎝∼10수㎝→수㎝),[ 중쇄 ](수㎝→수㎛, 이것은 분쇄에 포함시키는 경우도 많다.), 분쇄(수㎝→10수㎛), [미분쇄](수㎜→수㎛)로 크게 나누고, 또 힘의 전달기구(왕복운동, 회전, 매체의 종류등)와 분쇄기의 운동방식(압축, 진동등)등에 따라 분류하고 있다. 여기서는 원리상 합리적인 분류라는 점에 주안점을 두고, 일반적으로 실용면에서 생각하고 있는 분류도 받아들여지고 있다.(1) 압축형조 크러셔는 고정판 가동판 사이에 암석이 들어가서, 강한 압축력으로 파쇄하는 것이며, 가동판의 상부(원료 투입쪽)를 움직이는 경우와 하부(제품 배출쪽)를 움직이는 경우에 그 파쇄 특징이 다른다. 1차 파쇄기롤 널리 쓰이고 있는 분쇄기이다. 자이러토리 크러셔도 압축으로 파쇄하는 것이지만, 이 경우는 도립(倒立)한 내통(內筒)콘을 편심회전시키므로 원료 암석을 물어 깬다. 구조상 조 크러셔보다 원료는 작아지나, 연속성이 높고, 제품 입도도 컨트롤 하기 쉽다. 콘 크러셔는 내통 콘을 편심시키지 않고, 회전에 의해 무는 것이며, 더 작은 입도를 주목적으로 한다.(2)고속 회전형커터나 헤머를 고속으로 회전시켜 절단, 전단,충격등에 의해 파쇄하는 것이며, 가장 많이 쓰이는 것은 해머 크러셔이고, 이것은 일반적으로 크러셔 내벽에 반발판을 설치하여 타격반발을 반복하여 상당히 작은 분쇄역까지도 커버하는 경우가 있다. 크러셔 하부에 스크린이나 그리드을 설치하여 약간의 분급 작용을 하는 경우도 있다.2. 분쇄기 종류1) 조분쇄기, 중분쇄기종류분쇄기구Jaw crusher압축형으로 물림에 의한 압축분쇄대표적인 1차분쇄기로 광석의 예비파쇄용턱모양의 2개의 파쇄판 사이에서의 압축에 의한 분쇄Gyratory crusher압축형으로 압축, 부향으로 이동하면서 여러개의 충격판에 의한 충격, 벽과벽 사이에서의 강한 전단자교용, 기류-입자간의 미분쇄작용에 의한 분쇄, 대표적인 종류로는 수평형(슈퍼미크론밀, 터보밀), 수직형(콘트라플럭스, 울트라 핀)등이 있다.롤러밀, 레이몬드밀롤 회전형으로 압축, 전단 일부마찰에 의하여 분쇄, 공기 분급기구 내장3-4개의 롤러 또는 강제 볼을 원판위에서 눌러대서 자전시키는 동시에 전체를 공전시켜 롤러와 원판 그리고 그 가장자리의 내벼고가의 사이에서의 압축, 마찰, 전단작용을 가하여 분쇄포트밀, 튜브밀,코니칼밀볼매체밀로 저속회전 진동에 의한 충격 마찰에 의해 분쇄, 건식 습식가능. 회전하는 원통안에 분쇄매체로 볼을 넣고 진동을 가하는 분쇄제트분쇄기, 제트밀제트 분쇄기형으로 제트기류를 이용한 충격, 마찰에 의한 분쇄제트기류에 입자가 말려들게 하여 분쇄형식에 따라 기류 흡입형, 노즐내 통과형, 충돌형, 복합형이 있다.(진동)볼밀저속 회전 진동식으로 전단 마찰에 의한 분쇄원통 또는 트래프사밀에 매체를 넣고 진동을 가하는 분쇄(1) 롤러 밀3개에서 4개의 롤러 또는 강제 볼을 원판위에 눌러대서 자전시키는 동시에 전체를 공전시켜(베이스인 원판을 회전시키는 것도 있다.), 롤러와 원판 그리고 그 가장자리의 내벽과의 사이에서 압축, 마찰, 전단작용을 가하여 분쇄하는 것이다. 상당히 대형이고 특징을 발휘할 수 있으므로 화력발전소용 미분탄 분쇄기로 널리 쓰이고 있으며 중쇄기에 가깝다. 최근에는 시멘트 공장에서도 많이 쓰게 되었다.(2) 볼 매체 밀(저속회전 전동식)분쇄기의 본체에 운동을 가하므로써 그 속에 매체(볼, 로드, 조약돌등)에 에너지를 전달하여 분쇄하는 것이다. 밀 본체의 운동형식에 따라 전동 볼 밀(좁은 뜻의 볼 밀), 진동 밀, 유성(遊星) 밀의 3가지로 크게 나눈다.① 전동 볼 밀(협의의 볼 밀)가장 널리 다양하게 쓰이고 있는 분쇄기이다. 습식, 건식의 어는 것에도 사용하고 회분식, 연속식의 어느 것이라도 지장이 없다. 극히 작은 포트 밀을 비롯하여 수 1000마력의 대형도 적지 않다. 또, 이 분쇄기는 원료 공급량을 컨트롤하므로써 비교적 간단히 입도를 컨트롤할 수 있다는 점도 특징이며, 최근에는 밀안의 분쇄기구를 복합화하여 기류흡입, 노즐내 유동, 충돌, 그리고 분체 유동층과 같은 입자가 농후한 부분에 제트기류를 분사하여 입도 콘트롤 및 입자 모양을 컨트롤하는 등 다른 기능을 중요시하는 경향도 강해졌다.3. 실 험① 실험 장치- Ball mill원통 내부에 볼과 고체를 함께 넣고 회전 할때 상호간 충돌 및 마찰에 의하여 분쇄가 행해짐.- 최대 회전수(N) : 원심력에 의하여 금속 볼이 원통벽에 붙어서 같이 돌아가는 경우- 표준채 ( 4.75m, 1.0m, 710um, 425um, 200um )성분: 금속실로 만들어짐.체의 구멍 : 직사각형크기 : mesh로 나타낸다.(Mesh의 수는 1인치 중 구멍의 수를 나타냄)② 시약- 건식 고체 시료 ( 분필 )③ 실험 방법1) 건조 시료 70g을 ball mill과 함께 쉘 안에 넣고 200rpm의 일정한 속도로 5분간 분쇄한다.2) 분쇄한 시료를 회수하여 sieve로 체 분리를 한 후 각각 분리된 시료의 무게를 측정한다.3) 측정한 시료들을 다시 쉘 안에 넣고 5분간 분쇄 후 ②과정을 되풀이 한다.4) 다시 ③과정과 ②과정을 되풀이하여 최종적으로 data를 구한다.5) 위의 과정을 ball mill의 속도를 300, 500rpm으로 하여 각각의 data를 구한다.④ 주의 사항- ball mill의 전원을 킬 때, rpm(회전속도)를 천천히 올리면서 켜야하며, 마찬가지로 끌 때도 rpm을 천천히 낮추면서 꺼야한다. 갑자기 속도를 올리거나 내리면 고장이 난다.⑤ flow chart4. 결과 및 고찰① 계산식 (총 건조시료 70g사용)② 결 과RPMmesh510152004.75?x62.5661.2761.034.750.0090.0470.1421.00.0290.0540.0890.710.1060.2390.3350.4253.3694.3444.3770.2002.0441.5471.0483004.75g누적)R(Dp)log(2-logR(Dp)4.750.676761.17287.38857-1.232511.0061.26187.51571-1.237220.71-0.14861.59687.99429-1.255350.425-0.37265.97394.24714-1.589530.200-0.69967.02195.74429-1.72383나. 300rpm1) 5분x(mesh)log(x)x의 무게(g누적)R(Dp)log(2-logR(Dp)4.750.676759.384.726-1.142761.0059.44884.926-1.148980.71-0.14860.26886.09-1.187010.425-0.37264.86592.66-1.480330.200-0.69966.83595.48-1.696932) 10분x(mesh)log(x)x의 무게(g누적)R(Dp)log(2-logR(Dp)4.750.676758.19683.13714-1.09581.0058.40383.43286-1.104230.71-0.14859.52885.04-1.152570.425-0.37264.65592.36429-1.462230.200-0.69966.89295.56-1.705013) 15분x(mesh)log(x)x의 무게(g누적)R(Dp)log(2-logR(Dp)4.750.676756.95381.36143-1.047781.0057.33281.90286-1.061980.71-0.14859.13484.47714-1.135130.425-0.37264.93492.76286-1.486440.200-0.69967.41196.30143-1.78602다. 500rpmx(mesh)log(x)x의 무게(g누적)R(Dp)log(2-logR(Dp)4.750.676751.4473.49-0.87361.0051.76773.95-0.88250.71-0.14856.80781.15-1.04230.425-0.37262.92789.90-1.33500.200-0.69966.3194.73-1.62871) 5분2) 10분x(mesh)log(x)x의 무게(g누적)R(Dp하였다.

공학/기술| 2015.11.09| 12페이지| 2,000원| 조회(498)

화학공학실험, 결과보고서, 분쇄

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화학공학실험4. 흡착 결과보고서 평가A+최고예요

화학공학실험(Ⅱ) 보고서실험4. 흡 착실험일: 20제출일: 20실험조:학 번:이 름:화 학 공 학 과실험 4. 흡 착1. 서 론< 실험 목적>(1) 일정한 농도에서 흡착의 양을 변화시켜 흡착량을 측정하여 흡착 평형정수와 흡착기구를 규명함으로써 흡착 원리를 이해하고자 한다.(2) 식초산수용액에서 초산이 활성탄에 흡착되어 초산수용액과 평형에 있을 때의 용액의 농도와 흡착된 초산의 양 사이에 평형 관계가 성립하는 것을 확인한다.(3) 수용액으로부터 아세트산이 활성탄에 흡착할 때의 Freudlich의 흡착 등온식을 결정한다.2. 이 론◎ 실험 이론(1) 흡착(Adsorption)흡착이란 경계면에서 어느 물질의 농도가 증가하는 현상을 말한다. 다시 말하자면 두 상의 경계면에서 그 상을 구성하고 있는 성분물질이 농축되는 현상이다. 이와 반대로 탈착(Desorption)은 경계면에서 어느 물질의 농도가 감소하는 현상이다.상의 내부보다 계면 부근의 농도가 작은 경우의 흡착을 (-)흡착이라고 하고, 일반적인 흡착인 상의 내부보다 계면 부근의 농도가 높은 경우의 흡착을 (+)흡착이라고한다.- 흡착제(Adsorbent) : 흡착을 받아들이는 물질 (고체 or 액체)- 흡착질(Adsorbate) : 흡착되어지는 목적성분 (액체 or 기체)- 흡착계 (Adsorption system) : 흡착제 + 흡착질(2) 흡착과정① 흡착질의 분자들이 흡착제 외부 표면으로 이동한다.② 흡착제의 macro pore(대세공), mesopore(중간세공)을 통과하며 확산된다.③ 확산된 흡착질이 micro pore(메세세공)의 내부 표면과의 결합이나 채워지는단계를 거친다.(3) 물리흡착과 화학흡착① 물리흡착물리흡착은 흡착질이 분자들 사이의 약한 상호작용인 물리적 힙에만 의하여 표면에 달라붙는 흡착의 한 형태이다. 즉, 흡착제와 흡착질간의 전자공유 없이 분자간의 인력만으로 흡착을 한다.※ 물리흡착의 특징물리흡착저온에서 흡착량이 크다분자간의 인력으로 흡착체 표면에 약하게 붙어 있기에 온도가 올라가면 분자 때문에 비가역적이다.단분자 흡착이 일어남이온에 의한 정전기적 상호작용, 혹은 전자공유에 의해 흡착이 일어나므로 이들 사이에 화학결합을 형성하는 특정 분자들만의 단분자흡착이 일어난다.대부분 액상흡착이다.화학흡착은 대부분 액상흡착에서 관찰된다.(4) 기상흡착과 액상흡착① 기상흡착기체상의 흡착질을 흡착하는 과정으로 탈습, 악취제거, 가스 중 포함된 유용성 성분의 회수 등에 사용한다. 기상흡착은 온도가 상승할수록 분자의 확산 속도가 커지고, 충돌의 횟수는 감소하기에 흡착량이 감소된다. 또 흡착질의 농도 및 상대증기압이 높을수록 흡착량은 증가한다.② 액상흡착액체상의 흡착질을 흡착하는 과정. 탈색, 이온교환, 물의 탈취 등에 사용한다. 활성탄은 본질적으로 소수성 물질이므로 흡착질이 소수성일수록 흡착이 용이하며 물에 대한 용해도가 작을수록 흡착이 용이하다. 일반적으로 물에 대한 용해도가 작은 물질이 잘 흡수되는 경향이 있으며 용해도가 큰 물질은 물과 강하게 수소결합을 하여 물에 대한 친화력이 강하므로 그만큼 흡착이 어려워진다.(5) 평형흡착일정한 온도에서 흡착속도와 탈착속도가 같아진 상태를 말한다. 흡착층과 탈착층의 이온들이 확산에 의해 외부의 양이온이 내부로 유입되면서 교환반응이 일어나는 동적평형상태를 의미하며, 활성탄에서 일정한 기간 동안 용질의 거동이 일어난 후에 흡착공정은 액상에서 용질농도와 고체 흡착제에서 용질 농도간 평형상태에 이르게 된다.(6) 흡착에 영향을 미치는 인자① 표면적과 세공표면의 형태뿐만 아니라 그 자체의 표면적에 따라 달라지므로 어떤 주어진 물질에 대한 표면적이 크면 클수록 흡착이 많이 일어난다.② 화학적으로 흡착된 산소와 표면활성탄의 표면의 산소가 증가할수록 산소가 코팅효과를 내기 때문에 흡착능력이떨어진다.③ 입경활성탄의 입경을 줄이면 흡착속도가 증가한다.④ 경도입자가 단단할수록 column의 효율이 증가한다.⑤ pH물속에 존재하는 유기물의 흡착ㄷ은 pH가 낮을수록 증가한다.⑥ 온도흡착현상은 주위의 온도가 낮으면 정반은 쪽으로 평형이 치우치는온식은 다른 식과 달리 이론이 아닌 실험에 의한 식이기에 더욱 정확한 값을 나타낸다.실험식으로 나타내면q`=`KC ^{1/n}q : 흡착제 무게당 흡착된 용질의 질량C : 평형이 이루어졌을 때의 용액의 농도K : 상수위 식에 대수를 취하면ln`q`=`lnK```+`1/n`lnC이로 통해서 log C와 logq의 관계를 직선적으로 표현할 수 있고 기울기(1/n값)가 0.1~0.5일 때 흡착이 용이하다는 것을 알 수 있다.(9)흡착등온선기체나 액체가 고체에 흡착될 때 흡착량은 시간이 지남에 따라 증가하다가 평행에 도달 하는데, 이때의 흡착량을 평행 흡착량이라하고 이때의 압력을 평행압이라고 한다. 이러 한 관계를 흡착제의 종류에 따라 각각 특이한 현상을 보이는데 이를 GRAPH로 나타낸 것이 바로 흡착 등온선이다.Isotherm의 기본적인 형태는 다음의 여섯가지 형태가 일반적이다.Type Ⅰ : Langmuir형이라 불리우는 것으로 흡착이 단분자층(monolayer)으로 끝나는 흡착 계에서 나타나며, 기체의 압력에 무관하게 흡착량이 일정한 부분이 단분자층 흡 착량이 되는데 이러한 형태의 흡착등온선은 흡착세기가 크고 특정한 흡착점에만 흡착이 일어나는 화학흡착에서 주로 일어나며, 세공이 없는 흡착제의 물리흡착에 서는 거의 나타나지 않는데 zeolite나 활성탄소와 섬유상 활성탄소와 같이 노출 된 세공이 미세공이어서 낮은 압력에서도 흡착된 분자들에 의해 세공이 채워지는 경우 물리흡착에서도 이 형태의 흡착등온선이 나타난다.Type Ⅱ : 대부분 거의 세공이 없는 흡착제(non-porous adsorbent)나 미세공보다 훨씬 더 큰 세공경(기공 diameter)을 가지는 흡착제에서 발견된다. 낮은 압력에서는 주 로 고체표면에 흡착되어 변곡점인 부분에서 표면이 모두 덮히기 때문에 이 부분 을 단분자층 흡착량으로 보고 표면적을 구하기도 한다. 이 곡선의 기울기는 기 체분자와 고체표면사이, 기체분자와 기체분자 사이의 상호작용에 의해 달라진다. 다층흡착이며 어떠한 nonporou착곡선보다 탈착곡선 이 위에 있다.Type Ⅴ : Type Ⅲ와는 달리 흡착질-흡착제 사이의 상호작용력이 작은 경우에 일어나며Type Ⅳ와 같은 범위의 기공를 갖는 흡착제에서 나타난다.Type Ⅳ : 최근에 발견된 형태로 상대압력에 따라 흡착량이 계단식으로 변화되는 형태 모 든 등온선에서 microporosity 가 존재하는 경우를 제외하고 탈착시 상대압력이 0.3에 도달하기전에 hystersis loops는 흡착선과 일치하게 된다.(10) 흡착제의 선택비극성, 포화결합극성, 불포화결합분자의 크기대활성탄실리카계, 알루미나계 흡착제소분자체 탄소합성 제오라이트(11) 활성탄활성탄은 목재, 갈탄 무연탄, 및 야자껍질 등을 원료로 제조되는 미세세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서, 활성ㄷ화 과정에서 분자크기 정도의 미세세공이 잘 형성되어 큰 내부 표면적을 가지는 흡착제이다.① 활성탄의 형태- 파쇄상 : 입자의 크기가 보통 3~80mesh로써 불규칙한 형상이다.- 분말상 : 보통 100mesh 이하의 입도이다.- 성형상 : 조립탄이라고도 하며, 일정한 규격의 크기 형상으로 만든 것.- 섬유상 : Cloth 형태로 직물과 같이 짜여진 형태.② 활성탄의 용도- 기상용 : 공기 및 가스중의 선택적 제거성분의 흡착.- 액상용 : 물 및 액상물질 중 선택적 성분을 제거한다.- 촉매용 : 활성탄의 특성을 활용한 촉매 및 간접담체로 활용.- 기타 : 의약용으로도 정제후에 사용한다.3. 실 험① 실험 장치항온진탕기 1개, 삼각플라스크 10개② 시약- 활성탄- 페놀프탈레인 지시약페놀 2㏖과 푸탈산무수물 1㏖에 진황산을 가하여 115℃로 가열하면 얻어지는 무색결 정. 녹는점 250～253℃, 물에는 아주 조금밖에 논지 않으나, 따뜻한 알코올에는 쉽게 녹고, 또 알칼리에 녹으면 진한 홍색을 나타낸다.- 0.1N 초산수용액 (CH3COOH)분자량 : 60.05g/mol, 밀도 : 1.049g/cm3, 상온에서 무색이며 자극성 냄새를 가진 신맛 이 나는 약산의 액체. 물, 알코올, 등에1} over {1} ``=`2.0g ( 수산화나트륨은 1당량이므로 1N=1M )NaOH 2.0g을 1.0L 메스플라스크에 넣고 표선까지 증류수로 채운다.④ 실험 방법1) 항온조의 온도를 30℃로 조절한다.2) 0.1N 초산 수용액과 0.05N 수산화나트륨 수용액을 제조한다.3) 0.1N 초산 수용액을 다섯 개의 플라스크에 각각 50ml씩 담는다.4) 초산 수용액을 담은 다섯 개의 플라스크에 각각 0.2g, 0.4g, 0.6g, 0.8g, 1.0g의 활성탄을 넣고, 1시간동안 방치한다.( 흡착시킨다 )5) 플라스크에서 각각 20ml씩 채취하고, 페놀프탈레인 지시약을 넣는다.6) 뷰렛에 0.05N 수산화나트륨 수용액을 채우고, 다섯 개의 플라스크를 중화적정한다.7) NaOH 적정량을 기록한다.⑤ flow chart0.1N 초산50mL활성탄 0.2g0.1N 초산50mL활성탄 0.4g0.1N 초산50mL활성탄 0.6g0.1N 초산50mL활성탄 0.8g0.1N 초산50mL활성탄 1.0g30℃의 항온조에서1시간 동안 흡착20mL 채취0.05N NaOH로 적정용액이 붉은색을나타내는가?페놀프탈레인 지시약NoYes적정을 멈추고값을 기록한다4. 결과 및 고찰① 계산식 (예는 활성탄의 양이 0.2g 일 때로 한다.)(1) NaOH mol 수`=` {0.05M`` TIMES NaOH`적정량(mL)} over {10 ^{3}}`=` {0.05M`` TIMES 27.6mL} over {10 ^{3}} `=`1.38 TIMES 10 ^{-3`} ``mol( 수산화나트륨은 1당량이므로 1N=1M )(2) 평형 mol 농도(mol/L)NV`=`N ^{prime } V ^{prime } 를 이용하면x``=` {0.05N`` TIMES `NaOH적정량(mL)} over {20mL} `=` {0.05N`` TIMES `27.6mL} over {20mL} ``=`0.069`mol/L( 수산화나트륨은 1당량이므로 1N=1M )(3) 흡착용량 (mol/g)q``=` {`V``(C _{0} -C)``다.

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화학공학실험3. 초산에틸의 검화 결과보고서

화학공학실험(Ⅱ) 보고서실 험 3. 초산에틸의 검화실험일: 20제출일: 20실험조:학 번:이 름:화 학 공 학 과실험 3. 초산에틸의 검화1. 서 론< 실험 목적>우리는 NaOH의 초산에틸의 회분기에서 반응이 2차 반응으로 예측된다. 이 실험을 통해 data를 구하고 이를 이용하여 2차 반응임을 확인하고 반응속도상수를 계산하여 이미 구해 놓은 값과 비교해 본다.2. 이 론◎ 실험 이론(1) 반응속도화학 반응이 일어날 때 반응물과 생성물의 농도는 시간에 따라 변화한다. 반응이 진행됨에 따라 반응물의 농도는 감소하고 생성물의 농도는 증가한다. 아래와 같은 반응식으로 반응이 일어난다면, 반응속도는 다음과 같이 정의 된다.aA+bB -> cC+dD반응 속도는v = -{1}over{a}{d[A]}over{dt}=-{1}over{b}{d[B]}over{dt}={1}over{c}{d[C]}over{dt}={1}over{d}{d[D]}over{dt}이다.또한v=k {[A] }^{m }{[B]}^{n}(k, m, n은 실험에 의하여 결정)위의 식에서 보듯이 반응물질의 농도가 진할수록 반응속도는 빨라진다.반응물질의 농도증가→ 단위부피 속의 입자의수가 증가→ 충돌횟수 증가→ 반응속도 빨라짐① 반응 속도식반응 속도식은 일반적으로-r_A = ``- {dC_A } over {dt }`` = KC_A와 같이 나타나는데 여기서 K는 반응속도상수로서 온도의 함수이고, CA는 반응물(생성물)의 농도이다. 반응속도식을 구하는데에는 적분법과 미분법이 있는데 일반적으로 적분법이 많이 쓰인다.▶ 적분법1) 반응에 대한 차수를 가정한다.2) 반응에 대한 속도식을 세운다.3) 속도식을 적분한다.4) 적분된 식의 그래프를 작성한다.5) 만일 가정된 차수가 맞다면 그래프는 직선이 되어야 한다.6) 직선이 아닐 경우 (1)~(4)과정을 반복한다.- 반응물비가 1인 2분자형 비가역반응의 경우.1) 반응이 2차라고 가정한다.2) 반응속도식은 -rA = -(dCA/dt) = KCA23) 위의 식을 적분하면, 1/A] -{d[A]}over{[A]}=kdt양변적분하면INT _{ {[A]}_{0}}^{[A] }{1}over{[A]}d[A]=k INT _{0 }^{t }dtln{[A]}_{0}-ln{[A]}=kt ln{{[A]}_{0}}over{[A]}=kt {{[A]}_{0}}over{[A]}={e}^{kt} [A]={[A]}_{0}{e}^{-kt}ln[A]와 t가 직선관계이고, 기울기는 -k이다.④ 2차 반응반응속도가 한 반응물의 농도의 제곱에 비례하거나 두 가지 반응물의 농도의 곱에 비례하는 경우이다.반응식을A -> 생성물이라고 하면,-{d[A]}over{dt}=k{[A]}^{2} -{d[A]}over{{[A]}^{2}}=kdt양변 적분- INT _{ {[A]}_{0}}^{[A] } {1}over{{[A]}^{2}}d[A]=k INT _{ 0}^{t } dt{1}over{[A]}-{1}over{{[A]}_{0}}=kt:{1}over{[A]}와 t가 직선관계이고 그 기울기는 k이다.(2) 활성화 에너지 : 반응물과 생성물의 반응경로 사이에 에너지가 최대가 되는 에너지의 장벽. 분자들이 충돌할 때 전자구름 사이의 반발을 극복하기 위해 분자들이 함께 갖는 최소의 운동 에너지.(3) 아레니우스의 식 :k=A{e}^{-{{E}_{a}}over{RT}}(R:기체상수, 8.314J/molK, T:절대온도, A:frequency factor, 온도에 따라 변하는 상수)위의 식을 적분하면,lnk=-{{E}_{a}}over{RT}+lnAT1일 때 속도상수를 k1, T2일 때 속도상수를 k2라 하고 위의 식에 대입하면,ln{k}_{1}=-{{E}_{a}}over{R{T}_{1}}+lnA , ln{k}_{2}=-{{E}_{a}}over{R{T}_{2}}+lnA두 식을 빼면ln{k}_{1}-ln{k}_{2}={{E}_{a}}over{R}({1}over{{T}_{2}}-{1}over{T}_{1}}): {E}_{a}를 알고T1에서의 k1을 알면 T2에서의 k2를 알 수 있다.(4) 초산에over { 1/R sub INF -1/R}위 식을 지난식에 대입하면t `=` 1 over ak CDOT {R sub INF `-` R sub 0} over R sub 0 CDOT R over {R sub INF `-` R} `-` 1 over akakt `+` 1 `=` { R sub INF - R sub 0} over R CDOT R over {R sub INF - R}akt R sub 0 over {R sub INF - R sub 0} `+` R sub 0 over { R sub INF `-` R sub 0} `=` R over {R sub INF - R}akt R sub 0 over { R sub 0 - R sub INF } `+` R sub 0 over { R sub 0 `-` R sub INF } `=` R over {R - R sub INF }위식을R over {R - R sub INF }대 t를 도시하면 y=mx+b의 형태이다. 그러므로 속도상수 k를 계산할 수 있는데ak ``R sub 0 over {R sub 0 `-` R sub INF } `=` 기울기(slope)k `=` 기울기 over {a( R sub 0 over {R sub 0 - R sub INF } ) `=` 기울기 over { a ``(절편: intercept)}k `=` 기울기 over {a ( R sub 0 over {R sub 0 - R sub INF } ) } `=` 기울기 over { a ``(절편 : "intercept" ) }(5) 초산에틸의 검화반응검화반응은 ester가 OH-의 촉매작용에 의해서 먼저 가수분해를 하고 다음에 중화반응에 의하여 acetic acid의 sodium salt를 생성하는 반응으로 다음과 같은 순차반응이라 생각된다.여기서 식(1)의 반응이 율속단계이며 OH-는 촉매작용을 하는 것으로 나타나 있다. 식(2)의 중화반응은 신속히 일어나므로 비가역적으로 진행하는데 이 검화반응의 총괄속도는 식(1)의 반응속도와 거의 같다고 볼 수 있으므로 양론적 수 있다.3. 실 험① 실험 기구- 500ml 삼각 플라스크 1개, 250ml 삼각 플라스크 14개, 교반 항온조, 피펫 25ml 2개, 뷰렛 2개, 온도계, 비이커 2개, 둥근바닥 플라스크② 시약- 0.05N HCl (500ml), 0.02N/0.05N NaOH (1000ml), 0.02N CH₃COOC₂H? (1000ml), 페놀프탈레인 지시약* 시약 계산- CH₃COOC₂H? ( 순도 99%, 0.02N, 1000ml ){0.02mol} over {1000ml} ` TIMES ` {88.11g} over {mol} ` TIMES ` {ml} over {0.897g} ` TIMES {1} over {0.99} ` TIMES 1000ml`=`1.984ml ( 실제 사용량 1.984ml )- NaOH ( 순도 98%, 0.02N, 1000ml ){0.02mol} over {1000ml} ` TIMES ` {40g} over {mol} `` TIMES {1} over {0.98} ` TIMES 1000ml`=`0.816g ( 실제 사용량 0.817g )- HCl ( 순도 35%, 0.05N, 1000ml ){0.05mol} over {1000ml} ` TIMES ` {36.46g} over {mol} ` TIMES ` {ml} over {1.18g} ` TIMES {1} over {0.35} ` TIMES 500ml`=`2.207ml ( 실제 사용량 2.2ml )- NaOH ( 순도 98%, 0.05N, 1000ml ){0.05mol} over {1000ml} ` TIMES ` {40g} over {mol} `` TIMES {1} over {0.98} ` TIMES 1000ml`=`2.04g ( 실제 사용량 2.04g )④ 실험 방법1) 먼저 각 농도에 맞는 시약을 조제한다.2) (1)에서 조제된 0.02N의 NaOH 200ml를 500ml 플라스크에 넣고, 플라스크를 교반항온조 속에 담근다. ( 교반항온조의 온도는 40℃로 한다. 여기서 온도 변화에 따른 반응00ml 플라스크 속에 0.02N 초산에틸 200ml를 넣고,교반항온조 속에 넣은 후 10초 동안 심하게 흔든다.반응이 시작되면 일정한 시간 간격을 정한 후 그 시간마다 반응 혼합물을 20ml 씩 취하여 번호가 붙은 플라스크에 넣는다.페놀프탈레인 지시약을 번호가 붙은 플라스크 12개에 넣는다.NaOH 표준용액으로 역적정하여 초기에 CH₃COOC₂H?와 반응한 NaOH 규정 농도를 계산한다.0.02N NaOH 200ml를 500ml 플라스크에 넣고, 플라스크를 교반항온조를 이용하여 온도를 40℃로 유지한다.4. 결과 및 고찰① 결 과(1) factor(f) 값 계산0.05N의 HCl 50mL를 적정하는데 0.05N NaOH 47.6mL가 들어갔으므로- factor ={NaOH~실제량} over {NaOH~이론량} `=` {47.6ml} over {50ml} `=`0.952(2) Ca 계산시간(min)들어간 NaOH(ml)Ca(M)ln(Ca0/Ca)1/Ca1140.0150.28768266.66667215.70.010750.62082793.02326316.20.00950.74444105.2632416.40.0090.798508111.1111516.50.008750.826679114.28576170.00750.980829133.3333717.50.006251.163151160817.70.005751.246532173.9139180.0051.3862942001018.10.004751.437588210.52631118.20.00451.491655222.22221218.40.0041.609438250② 그래프a. Ca vs t plotb. ln(Ca0/Ca) vs t plotc. 1/Ca vs t plot③ 고 찰이번 실험에서는 초산에틸의 검화(saponification, 비누화)반응을 통해 이 반응의 반응속도상수를 구하고, 이 반응이 실제로 2차반응으로 일어나는 가를 알아보는 실험이었다.반응속도식은 온도와 시간의 함수로 나타내진다. 즉 실험에서 온도를 일정하게 하고 시간다.

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화학공학실험2. 추출 결과보고서 평가A+최고예요

화학공학실험(Ⅱ) 보고서실 험 2. 추 출실험일: 20제출일: 20실험조:학 번:이 름:화 학 공 학 과실험 2. 추 출1. 서 론< 실험 목적>(1) 3성분계 용액에서 대응선에 대한 개념을 익힉다.(2) 3성분계 상태도를 그릴 수 있으며 이것을 상률에 적용하여 활용한다.(3) 액-액 추출의 계산에 필요한 액-액 평형관계를 실측하여 3각 선도의 사요업은 물론 상률 및 추출의 기본 개념을 습득하여 본다.2. 이 론◎ 실험 이론(1) 추출의 정의두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물 속에서 특정한 물질을 용해할 수 있는 용매를 사용하여 성분을 분리해 내는 방법을 추출이라 한다. 이 경우 산-염기 혹은 킬레이트 생성 등의 화학반응을 이용하거나 혹은 단순히 용해도 차이만을 이용할 수도 있다. 고체에서 추출하는 경우를 고-액추출(固液抽出), 액체에서 추출하는 경우를 액-액추출(液液抽出)이라 하며, 고-액추출을 침출(浸出)이라 할 때도 있다.액-액 추출은 병류 추출과 향류 추출이 있으며, 보통 비점이 비슷하여 증류로서는 성분 분리가 불가능하거나 증류온도에서 2성분중의 한 성분이 분해 될 수 있거나 공비혼합물을 형성할 경우에 사용하며 제3의 물질(서로 증류 또는 다른 방법에 의해서 분리가 가능한 물질을 넣어 추출액상(extract-phase)과 추출상(raffinate-phase)의 두 액층으로 갈라서 원하는 물질을 분리한다.중요한 것은, 액-액추출에서는 기체흡수 및 증류에서와 한가지로 물질전달이 일어나 분리될 수 있도록 잘 접촉이 이루어지지 않으면 안 된다. 흡수와 증류에서는 혼합과 분리가 쉽고 빠르다. 그렇지만 추출에서는 두 상이 비슷한 밀도를 갖고 있어서 중력흐름이 이용되는 경우에는 , 혼합과 분리에 이용할 수 있는 에너지가 한 상은 기체이고 다른상이 액체일 때보다 훨씬 작다. 두 상은 가끔 혼합되기 어려우며, 분리하기는 더욱 어려울때가 있다. 또한 두 상의 점도는 상대적으로 크며, 추출장치에서의 선속도가 작다. 그러므로 어떤 유형의 추출기에서는 혼합과 분리에 필요ical point)이라 한다. 산(A)과 물(B)의 혼합액에 벤젠(S)을 가해 초산을 추출하는 경우 삼각도표상에 이 3성분계의 액-액 평형(liquid-liquid equilibrium)을 나타내기 위해 다음과 같은 실험을 한다. 우선 초산과 물의 혼합액에 일정량의 벤젠(S1)을 가한 세 성분의 혼합물이 추출상(E1)과 추잔상(R1)으로 상 분리 (phase separation)가 되어 이 두 상이 평형에 도달하였을 때까지 기다려 각 상의 성분의 조성을 측정한다. 다음 벤젠의 양을 달리하여(S2) 같은 방법으로 실험을 반복하여 평형에 도달한 추출상(E2)과 추잔상(R2)의 조성을 결정한다. 벤젠의 양을 계속 변화시킨 후 이와 같은 실험을 반복하면 아래 표와 같이 E-R 데이터 쌍(data pairs)을 얻을 수 있다. P점에서는 추출상과 추잔상의 조성이 같아진다. 각 조성이 나타내는 점을 삼각도표에 표시하여 연결하면 용해도 곡선(solubility curve)이 얻어진다. 이때 E1-R1, E2-R2등 추출상 (E)과 그에 대응하는 추잔상 (R)의 조성을 나타내는 두 점을 이은 직선이 11개 얻어지는데 이 선을 대응선(tie line) 또는 연결선이라고 한다. 용해도 곡선의 아랫부분(dome형 내부)에 있는 임의의 점에 의해 그 조성이 표시되는 3 성분 혼합물은 단일 상으로 존재하지 못하고 그 점을 통과하는 대응선이 용해도 곡선과 만나는 두 점으로 나타내어지는 조성을 갖는 두 상으로 나누어진다. 이때 두상의 중량 비율은 지렛대 법칙에 의해 구할 수 있다. 예를 들어 그림 3-3에서 M7에 의해 전체 조성이 표시되는 초산-벤젠-물 3성분계 혼합물은 E7 (추출상)과 R7 (추잔상)으로 분리되는데 추출상의 중량(E)과 추잔상의 중량(R)의 비율은 다음과 같이 구할 수 있다(지레의 법칙).추출상~중량(E) TIMES bar{E _{7} M _{7}} =추잔상~중량(R) TIMES bar{R _{7} M _{7}}{추출상~중량} over {추잔상`중량} = {E} 평형은 이루어지지 않는다.실제 분무탑에서 분산상(액체 방울)들과 연속상의 접촉은 액체 방울이 형성되는 부근에서 가장 효과적인 것으로 보인다. 그러므로 탑을 더 높여도 단수가 증가되지 않는다. 분무 추출탑 장치는 연속상에서 역혼합(back mixing)이 심하게 일어나게 되면 추출효율이 떨어진다.③ 충전 추출탑(packed extraction tower)분무 추출탑에 링(ring)이나 안장형(saddle)의 충전물을 채우면 액체 방울들이 탑을 통과하는 동안 자주 재분산 되기 때문에 추출 효율을 높일 수 있다. 이들 충전물은 액체 방울들이 결합되고 재형성되는 것을 돕는다. 충전물은 연속상에서 역혼합이 일어나는 것을 감소기키기는 하나 여전히 역혼합이 일어나기 때문에 높은 단수를 얻기 힘들다.충전 추출탑은 분무 추출탑만큼 간단한 장치이며 큰 비용을 들이지 않고 부식이나 압력손실 문제를 해결할 수 있다. 충전 추출탑의 최대 단점은 고형 물질이 충전물 사이에 모여 편류(channeling)를 일으킨다는 것이다.④ 다공판탑(perforated plate tower)액체 방울의 생성 소멸이 1회에 그치는 분무탑의 단점을 해결한 것으로 분산상이 다공판의 구멍을 통해 흘러 다음 다공판의 아랫부분(분산상이 비중이 작은 액체의 경우) 또는 윗부분(분산상이 비중이 큰 액체의 경우)에 모이게 된다. 이렇게 모인 분산상의 액체는 다공판에 의해 재분산된다. 이렇게 다공판으로 단을 만들어 놓았기 때문에 역혼합을 감소 시키기에 효과적이다. 방해판 탑의 경우 무거운 액체는 각 방해판의 윗면 상부를 흘러 아래쪽 방해판으로 흘러 내린다. 가벼운 액체는 각 방해판의 아래쪽으로 흘러 귀퉁이에서 무거운 액체상을 뚫고 윗쪽으로 뿌려진다. 방해판탑은 막히거나 부식에 의해 커질 수 있는 작은 구멍이 없다. 따라서 고체가 현탁된 더러운 용액을 처리 할 수 있다. 액체의 흐름이 부드럽고 순탄하여 흐름의 방향이나 속도가 급작스럽게 변하는 일이 없기 때문에 방해판 탑은 유화(emulsify)되기 쉬운 액체에 유용성분계의 경우 분배곡선은 y=x 직선의 아래쪽에 그려지는데 이는 추출상(벤젠)에서의 추질(초산)의 농도(y)가 추잔상(물)에서의 추질(초산)의 농도(x)보다 낮기 때문이다. 이 경우 분배계수(K)는 1보다 작은 값을 갖고 대응선의 기울기는 그림 3-4와 같이 시계 반대 방향으로 추질-추제-원용매를 표시하였을때 양(positive)의 값을 갖는다.2. 분배곡선이 y=x 직선 윗쪽에 그려지는 경우비닐 아세테이트-초산-물의 3 성분계의 경우처럼 추출상(물)에서의 추질(초산)의 농도가 추잔상(비닐 아세테이트)에서의 추질(초산)의 농도 보다 클 때이며 이 경우 분배계수(K)는 1보다 큰 값을 갖고 대응선의 기울기는 그림 3-5와 같이 추질-추제-원용매를 시계 반대 방향으로 표시하였을 때 음(negative)의 값을 갖는다.(5) Gibbs의 이론①선택도(selectivity) 또는 선택성이 커야하고 추질에 대한 용해도가 크고 순추잔물 또는 원 용매에 대한 용해도가 작아야 한다.rm beta ``=`` K_A over K_B``=``{y_A / x_A} over {y_B / x_B}``=``{y_A / y_B} over {x_A / x_B}``②분배계수(distribution coefficient)가 커야 한다.③화학적으로 안정해야 한다.(화학반응이 일어나지 않는다.)④추제의 회수가 용이해야 한다.(비점 및 응고점이 낮으며 부식성과 유독성이 적다.)⑤물성이 적당한 것. 즉 추질과의 비중차가 클수록 좋다. 계면장력이 너무 크지도 작지도 않아야 한다.⑥f = c-p+2-r-af : 자유도(평행계의 세기 상태를 나타내는데 필요한 독립직인 세기변수의 수, 열역학적 상태 표현)c:화학종p:상의 수r:독립적인 화학반응a:부수적인 제한 사항(6) 용해도 곡선초산(A)과 물(B)의 혼합액에 벤젠(S)을 가해 초산을 추출하는 경우 삼각도표상에 이 3성분계의 액-액 평형(liquid-liquid equilibrium)을 나타내기 위해 다음과 같은 실험을 한다. 우선 초산과 물의 혼합액에 을 나타내며 대개 삼각도표(그림 2)와 같이 시계 반대 방향으로 추질(C), 추제(A), 원용매(B)를 나타낸다. 이 경우 변 BC상의 한 점은 추질과 원용매가 혼합된 원료(추료)의 조성을 나타내며, 변 AC상의 한 점은 추제와 추질의 혼합물의 조성을 표시하며, 수평축 AB상의 한 점은 추제와 원용매의 혼합물의 조성을 표시한다.삼각형 내부의 임의의 점은 3성분계 혼합물의 조성 (xA, xB, xc) - 질량분율을 나타낸다. 각 조성의 합은x_A + x_B +x_C =1.0이다.즉, 세 성분의 조성은 서로 독립적이 아니고 두 성분의 조성이 정해지면 나머지 한 성분의 조성은 종속적으로 결정된다. 즉, 예를 들어 추제의 조성은 다음과 같이 구해진다.x_A =1-x_B -x_C(8) 물질수지식Extraction column에서 mass balance를 세우고, aquous phase가 연속상일 때 mass transfer coefficient와 이 값의 유속에 따른 변화를 측정하기 위해,① Trichloroethylene-Proponic acid-Water계에 대하여=물의 유속(=Tricholroethylene에서의 propionic acid 농도 ()=Organic phase에서의 proponic acid의 농도()=aquous phase에서의 propionic acid농도()② Subscripts : 1 =상단2 = column의 하단③ Mass balanc- Organic phase(raffinate)로부터 추출된 propionic acid =- Aquous phase(extract)로부터 추출된 propionic acid =따라서,④ Extract efficiencyMass transfer coefficient(based on the raffinate phase)Log mean driving force여기서 = column상단에서의 driving force = ()= columng하단에서의 driving force = ()여기서 는 aquous phase에서 수 측정

공학/기술| 2015.11.09| 19페이지| 2,000원| 조회(504)

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