A+ 물리화학실험1 <Exp 2. 액체-증기 평형 불변 끓음 혼합물> 레포트

소개글

안녕하세요.

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목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Chemicals & Apparatus
5. Procedure
6. Data & Result
7. Discussion
8. Reference

본문내용

1. Title
Exp 2. 액체-증기 평형: 불변 끓음 혼합물

2. Purpose
Azeotrope을 갖는 이성분 액체혼합물에 대하여 boiling point composition diagram을 결정한다.
아베 굴절계를 사용하여 이성분 액체혼합물의 조성을 결정하는 방법을 학습한다.
구해야 하는 물리량
: 벤젠-메탄올 계의 azeotrope 형성 온도, 굴절률
→ mole fraction, boiling point composition diagram

3. Theory
3.1 라울의 법칙
라울의 법칙은 비휘발성 물질 또는 비전해질 용질이 포함된 용액에서 증기압, 증기압 감소, 몰분율 간의 관계를 설명한다. 이 법칙에 따르면, 용액의 용매 증기압은 용매가 순수한 상태에서의 증기압에 용액 내 용매의 몰 분율을 곱한 값이다. 이로 인해 순수한 용매와 용액 사이의 증기압 내림은 순수 용매의 증기압과 용질의 몰 분율의 곱으로 계산된다. 만약 용질이 전해질일 경우, 증기압 내림을 계산할 때 van't Hoff factor i를 곱하여 비전해질 용질이 있는 경우와는 다른 결과를 낳는다. 라울의 법칙에 의해 예측된 증기압과 실제 측정된 증기압이 일치할 경우 해당 용액은 이상용액이다. 일치하지 않는 경우 비이상 용액으로 분류되며, 이는 실제 증기압이 예상 증기압보다 높은 경우(양의 편차)와 낮은 경우(음의 편차)로 나뉜다.

3.2 이상용액과 실제용액
이상용액은 용매-용매, 용질-용질, 그리고 용매-용질 사이의 인력이 동일한 이론적 모델로써 라울의 법칙을 완벽히 만족한다. 이상 용액에서는 용액의 증기압이 각 성분의 몰 분율과 각 성분의 순수한 상태에서의 증기압의 곱으로 계산되며, 용액의 성질은 구성 성분의 순수한 성질의 선형적 조합으로 나타난다.
반면, 실제 용액에서는 용매-용매, 용질-용질, 용매-용질 사이의 인력이 서로 다르기 때문에 라울의 법칙에서 예측하는 것과 다르게 나타난다.

참고 자료

대한화학회, 물리화학실험, 청문각, 2000, pp. 38~47.
Wenxiu L, Haiying Y, Hongfan G, et al, Separation abilities of three acetate-based ionic liquids for benzene-methanol mixture through vapor-liquid equilibrium experiment at 101.3 kPa, Fluid Phase Equilibria., 2019, 492, pp. 80~87.