[화학공학]단증류실험

소개글

유리제 단증류 장치를 사용하여 methanol-hydrogen의 단증류 실험을 행하고, 단증류의 의의를 이해하는 실험 보고서 입니다

목차

1.제목
2.실험 목적
3.실험 이론
4.실험장치 및 방법
5.실험 결과
6.시험오차원인
7.관계지식 및 용어해석
8.용어조사

본문내용

1.제목 : 단증류 농도 측정
2.실험 목적
1) 유리제 단증류 장치를 사용하여 methanol-hydrogen의 단증류 실험을
행하고, 단증류의 의의를 이해한다.
2) 실험결과를 Payleigh 식으로의 계산치와 비교해 본다.

3.실험 이론
일정량의 혼합물을 증류기에 넣고, 열을 가해 비등시켜 발생하는 증기를 응축기로 냉각시켜 유출액을 얻는 증류방법을 단증류(simple distillation), 또는 미분증류(differential distillation)라 한다.
이 때 혼합물 중의 휘발성 물질이 증발함에 따라 증류기에 남아 있는 용액의 양과 조성은 계속 변화하는데 이론적으로는 이들 관계를 다음과 같이 구할 수 있다.
단증류를 시작한 후의 어떤 순간에 증류기 내의 액량을 W[kg-mol], 저비점 성분의 몰분율을 x라 하면 증류기 내에는 (W)(x)의 저비점 성분이 있게 된다. 이 때 액과 평형상태에 있는 증기 중의 저비점 성분의 물분율을 y라고 하자. dW 만큼 증류되었다고 하면 유출액 중의 저비점 성분의 양은 (y)(dW)이며, 증류기 내에 남은 액량은 (W - dW) [kg-mol]이며, 이것의 몰분율은 (x - dx)가 되므로 증류기 내에 남은 저비점 성분의 양은 (W - dW) (x - dx) [kg-mol]이된다. 따라서 총괄 물질수지식은 식 (1)과 같다.
(W) (x) = (y)(dW) + (W - dW) (x - dx) ---------(1)
식 (1)에서 2차 미분항을 무시하고 정리하면 식 (2)와 같이 나타낼 수 있다.
----------------- (2)
최초의 증발기내 액량 W1으로부터 단증류 후의 증발기내 액량 W2, 이에 따른 액의 조성변화 x1으로부터 x2까지 적분하면 식 (3)과 같다
---------------- (3)
식 (3)을 Rayleigh 식이라 한다.
여기서 원료에 대한 유출액량의 비를 유출률 β라 하면 식 (4)와 같이 정의된다.

참고 자료

없음