[화공기초실습설계 A+] 3성분계 상평형 결과보고서

소개

"[화공기초실습설계 A+] 3성분계 상평형 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 정삼각형 좌표계
2) 액체-액체

3. 실험 기구 및 실험 방법
1) 실험 기구
2) 실험 방법

4. 실험 결과

5. 결론 및 고찰
1) 층이 나눠짐./ 층이 섞임의 기준이 명확하지 않았다.
2) 정확한 양을 계량할 수 있는 실험도구를 사용하지 않았다.

본문내용

1.실험 목적

물, 톨루엔, 아세톤으로 이루어진 3성분 액상계의 상평형도를 정삼각형 좌표계에 나타냄으로써 3성분 액상계의 상평형 거동과 정삼각형 좌표계를 이해하도록 한다.

2.실험 이론

1) 정삼각형 좌표계
3성분 계의 자유도, F는 Gibbs 상률(phase rule)에 따라 (5 - p)로 나타내어진다. 3성분 계는 상이 하나이면 계의 상태를 정의하는데 4개의 변수가 필요하다. 이러한 계를 평면에 나타내는 것이 불가능하기 때문에, 보통 온도와 압력을 일정하게 하여 변수를 줄여 표시하는 것이 보통이다. 그러면 계의 변수는 F = 3 - p가 되어 최대변수가 2개이므로 2차원 평면에 표시할 수 있다. 온도와 압력이 정해지고, 상이 하나인 계의 변수는..

<중 략>

3개의 조성변수를 평면에 나타내기 위해 정삼각형 좌표계가 이용된다. 삼각형내의 어느 점에서 각 변에 그어진 수직선분의 길이는 그 변의 반대쪽 꼭지점에 있는 성분의 조성 퍼센트를 나타낸다. 따라서 그림 1에서 삼각형의 꼭지점 A, B, C는 각각 100% A, 100% B, 100% C를 표시하며 AB 변에 평행한 선분 XY위의 점들은 모두 AB 변(혹은 꼭지점 C)에 대한 수직거리가 동일하므로, C 성분의 조성은 동일하다. 또한 정삼각형 좌표계 내 한 점 (P점)에서의 각 성분의 조성은 다음과 같이 구할 수 있다. P점에서의 C성분의 조성은, P점에서 꼭지점 C에 대응하는 AB변과 평행한 직선을 그어, 이 선과 AB 변과의 수직길이로부터 구할 수 있다. 이와 같은 방법으로 A 및 B의 조성도 구할 수 있다.
그림 2에서 보이는 바와 같이 꼭지점을 지나는 선분 위의 점에서는 다른 두 성분의 비율이 같아진다. 즉 CN 선분 위의 점들은 모두 A와 B성분이 같은 비율로 포함되어 있음을 나타내고 있다. 이는 CN 선분상의 점 L, L', L"에서 CA변과 CB변에 각각 수직선을 세우면 삼각형의 닮은꼴에 의해 다음과 같은 관계가 성립되기 때문이다.

참고자료

· “물리화학실험”, 최종하, 정광우, 이기학, 자유아카데미(2013), p.165~p170
· “화공기초실습”, 이윤배, 김성원, 순천향대학교(2006), p55~p58
· “물리화학실험”, 이학일, 노승백, 최종재, 계명대학교 출판부(2014), p48~p49
· “물리화학”, 유종하, 형설출판사(2000), p160~p162