화학공학실험 | 액체 확산

 

 

 

본 실험은 액체 확산 실험인데, 확산은 혼합물 중에 상대적으로 휘발성이 큰 물질이 이동하는 것이 확산이라 합니다. 확산은 물질 전달의 하나로서 상 사이의 경계면에서 물질이 서로 이동하는 것을 말하는 것으로 이 현상이 일어나는 주요 원인은 확산 되는 물질의 농도차이이며, 이것은 거리에 따라 농도가 달라지기 때문입니다. 이러한 확산의 일방적인 원인은 농도 기울기에 있지만, 이밖에도 여러 가지 확산현상이 일어나는 이유가 있다.

 

압력 차에 의한 압력 기울기, 온도차에 의한 온도 기울기 또는 원심력과 같은 외부의 힘에 의해서 확산되기도 하는데, 이러한 확산을 압력확산, 열확산 및 강제 확산이라고 한다. 액․액확산 실험에 있어서는 농도 기울기에 따른 변화를 전도도로 측정하도록 설계하였습니다. 설계계산에 있어서 흡수,추출등 액상내 에서의 물질이동에 포함한 속도과정을 취급할 경우가 많다. 이때에 사용할 상관식에서 액상내 확산계수값이 포함됩니다. 용질과 용매가 조합시킨 경우 액상내 확산계수는 흔드는 것 또는 Magnetic bar를 사용해서 회전력을 주는 것과 같이 외력을 가함에 따라 변화하고 기상 내 확산계수와는 달리 용질의 농도에 의하여 변하게 됩니다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 우선 실행하는 준비작업이 확산 Cell을 깨끗이 세척하여 건조시켜 놓은 다음, 전도도계의 Probe와 증류수 용기를 세척하여 건조시켜 놓았다.

 

2) 0.002, 0.01, 0.02 M NaCl 용액을 1Liter씩 준비한 후, 증류수를 1/liter 메스 플라스크에 담아 놓고 장치의 전원을 AC220V와 연결했다. 여기까지 준비 작업을 마치고 전도도계의 아답터와 컴퓨터 전원이 멀티탶에 연결되어 있나 확인했다.

 

3) 전도도계와 Probe의 연결부분 역시 확인하고 컴퓨터와의 연결도 확인했다.

 

4) 자석식 교반기의 전원 연결을 확인했다면 1.0 M NaCl용액을 NaCl 용기의 2/3정도 넣었다.

 

5) 확산 Cell의 코크를 열고 NaCl 용기에 담그고 비커에 1.0M NaCl 용액을 담아 확산 Cell에 주입한 다음. 확산 Cell 표면에 기포가 없도록 깔대기 부분을 손바닥으로 가볍게 두들겨 주었다. 여기서 확산 Cell의 사용방법을 설명하면 확산 Cell이 달린 위 뚜껑을 NaCl 용액 조로 옮겨놓고 확산 Cell의 고정나사를 풀고 밑으로 내렸다.

 

6) 준비된 NaCl 1M용액을 비커를 사용하여 확산 Cell의 깔대기에 부은 뒤 확산Cell 표면 아래에 기포가 형성되어 있을 때는 이 기포를 제거하기 위하여 깔때기 부분을 가볍게 손으로 쳐주고 코크를 닫은 뒤 용기에서 꺼내어 주위에 묻어있는 용액을 티슈를 사용하여 깨끗이 닦아주었다.

 

7) 기포를 제거하는 방법은 전도도계의 Probe를 용기에 장착하고 뚜껑을 가볍게 들어 올렸다가 내려주는 동작을 반복하면서 Probe에 난 구멍으로 기포를 제거해주었다.

 

8) 확산셀을 증류수 용기위로 옮긴 후 확산 셀의 표면높이를 용기액면의 높이보다 3㎜정도 아래로 맞추고 확산셀의 표면이 용기 벽면 쪽으로 향하게 하여 기포가 없는 것이 확인되면 코크를 닫고 증류수 용기로 확산Cell을 옮기고 증류수 용기에 표시된 부분에 확산 Cell 표면을 용기벽면으로 고정시켰다.

 

9) 정상적으로 프로그램이 작동되고 Auto Log가 실행된 것을 확인한 뒤 콕크를 열어주었다. 열려있는 컴퓨터 프로그램에서 Auto Log를 실행시키고 컴퓨터와 장치가 통신이 되는 것을 확인한 뒤 준비된 증류수를 용기에 넣은 다음 자석 교반기를 가동했다.

 

 

[화학공학실험]Liquid Diffusion (액체 확산) 1부

 

 

[화학공학실험]액체 확산 레포트