기상분자 확산계수 측정

소개글

"기상분자 확산계수 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서 론

2. 이론적 배경

3. 실험장치 및 방법
3.1 실험장치
3.2 실험방법

4. 실험 결과 및 고찰

5. 결 론

6. 부록 A. Fick's law에 대해 간단하게 서술하라

7. 부록 B. 다른 온도에서는 확산계수가 어떻게 될지 예측하라.

8. 부록 C. Pseudo steady-state diffusion, Equimolar counter diffusion에 대해 간단하게 설명하라

본문내용

요 약
본 실험은 대기압에서 증발한 기상분자의 확산계수를 측정하고 확산이론을 이해하기 위한 실험이다. 확산계수는 온도에 영향을 받으므로, T자 관에 아세톤을 넣은 후, 실험하는 동안에 T자 관을 항온조에 넣어서 실험하였다. 그리고 시간에 따라 얼마나 확산하였는지 확인하기 위해 10분마다 확대경을 통해 아세톤이 얼마나 줄었는지 확인을 하였으며 실험적 확산계수를 계산하였다. 본 실험에서는 아세톤의 확산계수가 문헌 치와 비교하여 236.8%의 오차율이 발생하였다. 주 원인은 항온조내의 온도 유지문제와 육안 측정으로 인한 오차 발생 등을 둘 수 있다.
keyword : 확산계수, 아세톤, Raoult’s Law, Fick's law, Equimolar counter diffusion

1. 서 론
확산이란(Diffusion) 하나의 개별 성분이 물리적인 영향을 받아 혼합물을 통해 움직이는 것을 말한다. 동일 상에서 물질 이동은 분자확산 때문에 이루어지는데 이 크기를 나타내는 것을 확산계수라 부르며 이 값은 물질 고유의 값이다. 확산이 일어나는 원인에는 농도, 활동도, 압력, 온도 등 여러가지가 있다. 기체의 분자확산은 액체의 분자확산보다 빠르다. 기체분자는 액체분자보다 밀집함이 떨어지기 때문에 밀도와 확산 저항이 작으며 인력 또한 액체와 비교하면 상당히 적다. 액체가 기체의 경우와 다른 점은 확산이 농도에 크게 영향을 받는다는 것이다.
그 중 대기압 하에서 기상분자 온도에 따른 확산을 실험을 통하여 알아보고 그 개념을 이해한 후 확산계수를 구해보고자 하였다

2. 이론적 배경
T자관이 아세톤으로 채워져 있다, 공기가 흐르는 윗부분을 “1”이라고 정의한다. 지점“1”에서 아세톤의 농도는 0이라고 가정한다, 공기와 액체 아세톤의 경계를 “2”라고 정의한다. “2”지점의 기상 아세톤의 농도는 액체 아세톤의 농도는 액체 아세톤과 평형상태에 있다고 가정한다.

참고 자료

화학공학실험 교재
Engel “Thermodynamics, Statistical Thermodynamics,&Kinetics“ 3rd Pearson,(2013), P. 1031-1039
Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott “Unit operations of chemical engineering”, 7th McGraw-Hill(2005) P. (527-545),(1110)
Engel “Thermodynamics, Statistical Thermodynamics,&Kinetics“ 3rd ,Pearson,(2013), P. 425-429
이동현상론 J.R. Welty 2인 공저 희중당 P. 403～409
Wekty,, Wicks "Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer", 6th John Wiley ＆ Sons, (2013), P. (433-436) (442-443) (467-484)
Atkins “physical chemistry” 9th(2010) P.755-767
임굉, 임재석 “화학공학의 단위조작”내화출판사(2009) P. 406～408