[화공실험]기체확산

소개글

실험에 대한 전반적인 자료가 다있습니다

목차

1.실험목적
2.실험이론
3.실험기구및재료
4.실험방법
5.결과및고찰
6.참고문헌

본문내용

기체 A가 기체B 속으로 확산하는 경우 성분 A의 확산 플럭스 JA [mol/cm2s]는 Fick의 제1법칙을 따른다.

----------------------------- (1)
JA = 성분A의 확산 플럭스 (mol/cm2s)
DAB = 확산계수 (cm2/s)
CA = 성분A의 몰농도 (mol/cm3)
Z = 확산거리 (cm)

한편, 난류가 일어나지 않는 유체상에서 A성분의 이동속도 NA는 다음과 같다.

-------------------------- (2)
NA = 성분 A의 이동속도 (mol/cm2s)
NB = 성분 B의 이동속도 (mol/cm2s)
ρM = 혼합물의 몰밀도 (mol/cm3)

------------------------------ (3)
CA,CB = 성분 A,B의 몰농도 (mol/cm3)
P = 전압 (atm)
R = 기체상수(cm3 atm/mol K)
T = 절대온도 (K)

식 (2)를 변형하면 식 (4)가 얻어진다.
-------------------------- (4)















그림 1-1. 확산 Cell

그림 1-1에 나타낸 바와 같이 확산 cell의 수직관 밑에 성분 A의 액체를 넣고 상부의 수평관 내에 성분 B의 기체를 흐르게 하면, 액면에서 증발한 성분 A의 증기는 수지관내의 기체 B중을 확산하여 관 상단에 이르고 기체 B와 같이 계외로 배출된다.
이때 관 상단에서 성분 A의 농도가 zero가 되도록 기체 B를 충분이 흘려 보낸다. 수직관내의 액체 A의 증발은 액체 A에 기체 B가 녹지 않는다면 일방확산이다. 그러므로

NB = 0 --------------------- (5)

식 (3)과 식 (5)를 식 (4)에 대입한 후 적분하면

------------------------------------- (6)
yA = 기상중 성분 A의 몰분율
yAi = 기액 계면에서 성분 A의 몰분율

식 (6)을 변형하면

------------------------------------ (7)
PA = 기상중 성분 A의 분압 (atm)
PAi = 기액계면에서 성분 A의 분압 (atm)
시간 t에서 액면의 위치를 Z라고 하면 성분 A의 물질이동속도 NA는

----------------------- (8)
ρχ = 성분 A의 액체 밀도 (g/cm3)
MA = 성분 A의 분자량

참고 자료

화학공학실험2 전남대학교 공과대학 화학공학부 실험1 참조