[화학공학]기체확산계수의 측정

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 결과 및 고찰
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

2. 이 론

확산이란, 혼합물 중에 상대적으로 휘발성이 큰 물질의 이동이 있는 것을 말한다. 확산이 일어나는 주된 원인은 확산되는 물질의 농도 차이 이며, 이것은 거리에 따라 농도가 달라지게 때문에 이를 농도 기울기라고 한다.

확산의 일반적인 원인은 농도 기울기에 있지만, 이밖에 압력 차에 의한 압력 기울기, 온도차에 의한 온도 기울기 또는 원심력과 같은 외부 힘에 의해서도 확산되기도 하는데 이러한 확산을 압력 확산, 열 확산 및 강제 확산이라고 한다.

예를 들면, 물과 접촉하고 있는 소금 결정은 물과 소금의 계면에서는 소금의 농도가 높고, 계면에서 멀어지면 소금의 농도가 낮아지는 걸 알 수 있다. 또 암모니아 수가 들어있는 암모니아수 병뚜껑을 공기 중에 열어두면, 그 주변에서는 암모니아 수가 발생하여 냄새가 고약하나 멀리 떨어질수록 냄새가 덜 나고, 시간이 지나면 거의 모든 지역에서 거의 같은 정도의 냄새가 나는 것을 확인할 수 있는데, 이것이 확산에 의한 현상이다. 우리는 이성분계에서 두 기체간의 확산을 알아보고자 한다.

이성분계에 있어서 기체 A가 기체 B속으로 확산할 때, 성분 A의 확산 Flux [mol/cm2s]는 Fick의 제 1법칙을 따르고, 그 식은 아래와 같다. ( Flux는 단위 면적당 단위 시간당 움직인 양이다. )

(안전 및 유의 사항)

1) T자형 모세관은 충격에 약한 유리 기구로 되어 있으므로, 취급에 주의하고 실험 해야 한다.
2) 현미경에 나타나는 T자형 모세관의 모양은 역상이므로, 눈금을 읽을 때 주의 해 야 한다.
3) T자형 모세관에 들어 있는 액체의 온도를 일정하게 유지하게 유지하기 위해 항 온조의 온도 조절에 신경 써야 한다.
4) 유기 용매를 사용하므로 화기를 엄금하고 증기를 직접 호흡하면 않도록 주의 하 면서 실험해야 한다.
5) 유기 용매를 확산하는 수직관에 넣을 때 사전에 수분은 제거하고 피펫 등으로 일정량을 서서히 주입해야 한다.

참고자료

· 전남대학교 공과대학 화학공학부 , “화학공학실험2”
· 이화영, 전해수, 조영일 공역 , “단위조작” , 한국맥그로힐(주) , 2001