기-액 평형 [예비]

소개글

기-액 평형 예비 보고서 입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 제목

기-액 평형

2. 실험 목적

물질 전달과정의 하나인 증류의 개념을 이용하여, 일정압력 하에서 두 물질 이상이 섞여있는 혼합 용액을 일정한 온도를 증발시켜 혼합 증기와 평형관계가 기-액 평형 장치 내에 이루어지는 것을 실측함으로써 평형증류에 대한 기초 지식과 장치의 조작방법을 이해하고, 기-액 평형관계를 관찰하여 실습을 통한 이론과 실체를 비교해본다.

3. 실험 이론

① 평형 성질

▶ 상평형(Phase equilibrium)

물체는 세 가지 상태 즉, 기체, 고체, 액체를 상(phase)이라고 하며, 한 물질의 여러 상들이 동적 평형을 이루고 있을 때를 상평형이라고 한다. 다시 말해서 몇 개의 상이 공존하여 열역학적으로 평형상태를 이루고 있는 것을 가리킨다. 상평형을 이루고 있을 때 각 성분의 화학퍼텐셜은 모두 같으며 Gibbs의 상규칙(phase rule)이 성립한다. 상평형은 정적인 평형과는 매우 다른 성질을 지니고 있는데, 액체 물과 수증기간의 평형에서 증발과 응축이 각각 정지하여 평형에 이르는 것이 아니라 증발속도와 응축속도가 같아져서 겉보기에는 압력의 변화 없이 보일 뿐이다. 액체-기체 계에서 알 수 있는 평형의 다른 특징으로는 평형상태에 있는 계의 성질은 평형에 도달하는 방향과는 무관하다. 상평형에는 순물질에서 다른 상 사이에 이루어진 상평형의 경우와, 서로 다른 상에 있는 다성분계의 상평형의 경우가 있는데, 각각 취급이 다르다.
물질의 세 가지 상태는 온도와 압력에 따라 결정되 는데, 온도와 압력에 따른 물질의 상태를 그래프로 나타낸 것을 상평형 그림이라고 한다. 상평형의 모양 은 상평형그림으로 표시되는 일이 많으며, 열평형에 있는 어떤 계의 온도나 압력을 서서히 변화시키면 한

상에서 다른 상으로 이동한다. 이것을 상전이라고 한다.
상평형그림에서 AB경계선의 오른쪽 끝은 임계점(critical point)이라 하며 이 점에 해당하는 온도이상에서는 액체와 기체의 구분이 없어지는 초임계유체(supercritical fluid) 상태로 존재한다.
한편 기체와 액체, 액체와 고체, 고체와 기체가 평형을 이루는 경계선이 모두 모이는 점은 삼중점이라 하며, 이 점에서는 고체·액체·기체가 모두 평형을 이룬다.

참고 자료

☞ http://cafe.naver.com/sangsanscience.cafe
☞ http://en.wikipedia.org/wiki/Vapor-liquid_equilibrium
☞ 현대일반화학 제4판(일반화학교재연구회), 자유아카데미, 2002, p.170~172
☞ 화학공학 열역학(고승태외 8인 공역), 도서출판 아진, 2001, p.368~369
☞ 화학공학(임굉 저), 내하출판사, 2005, p.189~248