화학공학실험 | 액체 확산계수 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 용질과 용매가 조합시킨 경우 액상 내 확산계수는 온도에 따라 변화하고 기상내 확산계수와는 달리 용질의 농도에 의해 변화한다. 
2. 따라서 액체 확산계수를 이용하여 액체와 액체간의 확산을 관찰하고 이에 대한 액체 확산계수를 측정하고 계산해 본다. 몰수에 따른 NaCl의 전도도(conductivity)를 이용하여 액체의 확산속도 계수를 구한다.

 

 

 

물리, 화학 공정은 공정과 관련된 물질의 성질에 의존한다. 공정 공학은 벌크 상태의 물질의 변형 및 분포와 연관된다. 따라서 물질을 변화시키기 위해서 공장을 설계하고 가동하기 위해서는 물질들의 물리적, 화학적 성질들을 고려해야 한다. 가장 편리한 매체는 유체이므로 대부분의 공장은 기체나 액체 상태의 물질들로 가동된다. 이 같은 상황에서 고려해야 될 유체의 가장 중요한 특성 중 하나는 확산도(Diffusivity)이다. 유체의 흐름이나 물질의 이동은 이 확산도에 영향을 받기 때문에 공장 설계에 있어서 이와 관련된 데이터는 필수적이라 할 수 있다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 3M - NaCl 용액을 제조한다.(제조 후 용액의 전기 전도도를 측정한다.)

 

2) 모세관을 x M의 NaCl로 채운다.

 

3) 모세관(Diffusion Cell)에 NaCl 용액을 가득 채우고 모세관 외부에 넘친 액체 방울을 거름종이를 이용하여 제지한다. (제조한 용액을 액면 위로 약 1㎝ 정도가 되게 넣어주며 확산 셀 안에 공기방울이 없도록 주의한다.)

 

4) 모세관을 해당 위치에 고정시켜서 윗부분이 증류수 vessel에 있는 graduation mark보다 5㎜ 정도 낮은 높이에 평행하게 되도록 한다.

 

5) Vessel에 1L의 증류수를 graduation mark(즉, 모세관 끝의 5㎜ 위쪽 높이)까지 채운다. 즉, Glass ware에 그어진 선까지 증류수를 부어 채운다.

 

6) 전기 전도율 측정기를 Cell 내부의 전극에 연결한다. 이 때 눈금은 수준의 값을 가리켜야 한다.

 

7) Magnetic Stirrer의 스위치를 켜서 필터 표면에 gentle한 물의 흐름이 생길 정도로만 교반을 시킨다.

 

8) 30분 동안 3분 간격으로 conductivity meter로 전도도 변화를 측정한다.

 

9) NaCl 수용액의 농도를 변화시키며(예를 들면, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 M), 1～6의 과정을 반복한다.

 

 

 

 

[화학공학실험]Liquid Diffusion (액체 확산) 1부

 

 

 

[화학공학실험]액체 확산계수 측정 레포트