삼각도를이용한 상평형도-예비레포트

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목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 상(Phase)
(2) Gibbs의 상규칙(Gibbs phase rule)
(3) 삼각도표(Triangular Diagram)

3. 기구 및 시약

4. 실험 방법
(1)Acetone-증류수 계에 있어서의 상호용해도의 측정
(2)Acetone-Toluene계에 있어서의 상호용해도의 측정
(3)Acetone-증류수-Toluene 3성분의 맺은 선 측정
(4)결과를 토대로 삼각도 작성

본문내용

1. 실험 목적

3성분계에 있어서 상평형도를 이해하고 작성할 수 있어야 한다. 임의의 조성에 해당하는 액체의 3성분계를 삼각도 (tertiary diagram)상에 배열할 수 있고, 1상 영역과 2상 영역을 구분하여 상경계도를 찾을 수 있도록 하는 능력을 배양한다.

2. 바탕 이론

(1) 상(Phase)
상이란 어떤 물질이 어느 부분에서든 물리적, 화학적으로 같은 성질을 나타낼 때를 표현하는 것으로 모든 성질들이 전 영역에 걸쳐 균일한 값을 갖고, 영역 속의 어떤 점으로부터 이동해도 급격한 성질의 변화를 보이지 않는 계 내의 유한영역이다. 특정 온도와 압력(경계곡선과 삼중점)에서는 단일 상들의 경계를 이루는 것을 확인 할 수 있는데, 이는 2중, 3중의 상을 나타내며, 각 경계에서는 상변화가 일어난다. 임계점(Critical point)의 경우 이 점을 벗어나면 액체상과 기체상이 서로 구별되지 않는다. 임계점 이상의 지점에서는 아무리 온도 혹은 압력을 변화시켜도 상변화가 일어나지 않는다.

(2) Gibbs의 상규칙(Gibbs phase rule)
화학에서 평형상태인 닫힌계에서의 자유도와 컴포넌트, 상의 수에 관한 규칙이다. 자유도란 상의 수가 변하지 않도록(즉, 존재하던 상이 없어지거나 새로운 상이 생기지 않게) 독립적으로 변화시킬 수 있는 세기 변수의 수를 뜻한다. 평형상태인 닫힌 계의 상태는 온도, 압력, 조성의 세 가지 세기 변수로 나타나며 따라서 자유도 F는 이 모든 변수의 합이 된다. C개의 컴포넌트와 P개의 상이 있는 평형상태의 닫힌 계를 가정하면 각각의 상은 C개의 컴포넌트를 포함하고 있으므로 C개의 변수 몰분율 X를 포함하고 있다. 각 몰분율 X들의 합은 1이 되어야 하므로 독립변수의 수는 C-1개가 되고 따라서 P개의 상이 있으므로 P(C-1)개의 조성에 관한 변수가 생겨난다. 그런데 이 계는 평형상태이므로 한 컴포넌트의 화학 퍼텐셜은 모든 상에서 같아야 한다.

참고 자료

G.M.Barrow, “Physical Chemistry”, 자유아카데미, 295~296p
고완석, 단위조작 2nd Edition, 보문당, 217~225p, 234~234p
최용희, 송주명, 서명교, 화공단위조작 3rd Edition, 대웅출판사, 776~780p