화공기초실험 | 흡착 평형상수의 결정

 

 

 

TIP

 

 

일정한 온도에서 용질농도의 함수로 수용액과 활성탄 표면 사이에서의 유기산의 평형상수를 결정한다.

 

 

 

흡착

두 상의 경계면에서 그 상을 구성하고 있는 성분물질이 농축되는 현상.

 

주어진 물질의 표면적이 클수록 흡착이 많이 일어난다. 잘게 나누어지는 물질이 좋은 흡착제이고 그 예로 실리카겔과 활성탄이 있다. 흡착이 고유하고 많은 열을 내보내면 그 과정을 화학흡착이라고 하고 비고유하고 흡착되는 물질의 증발열에 비하여 작은 양의 열만이 나온다면 이 과정은 물리흡착이다. 고체 표면의 흡착력은 흡착된 물질의 양(혹은 몰수)과 흡착제의 단위질량당 흡착면적 측정으로 결정된다. 흡착제의 단위질량당 용액에서 흡착된 용질의 양은 포화점에 이를 때까지 용질의 전체 농도에 의존한다. 또한 농도가 일정할 때에는 온도가 증가하면 흡착되는 양은 감소한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 0.5N산을 희석하여 본래의 0.5N부터 0.0156N까지 범위의 여섯가지 농도를 만든다. 또한 0.175N 산 200㎖를 준비한다.

 

2) 삼각플라스크에 농도가 다른 산 용액 200㎖를 넣는다. 탄소 약 2g씩을 mg까지 정확하게 재어서 각 산 용액에 넣는다.

 

3) 활성탄은 깨끗하고 마른 것이라야 한다. 사용하기 전에 증류수로 철저히 씻어 120℃의 오븐 속에서 잘 건조시킨다.

 

4) 플라스크 뚜껑을 닫고 가끔 저어주면서 평형에 도달하도록 한다. 서너 시간 혹은 하룻밤 동안 방치시키는 것이 더 좋지만 두 시간이면 충분하다.

 

5) 평형에 도달한 후 각 용액의 일부분을 꺼내 표준 수산화나트륨 용액으로 적정한다. 적정할 용액의 양은 산 용질의 농도에 따라 달라진다. 0.5N 산에서는 5㎖를, 0.25N과 0.175N은 10㎖를, 0.125N은 25㎖를, 마지막 세 개는 50㎖씩 취하는 것이 가장 좋다.

 

6) 용액을 여과해서 떠 있는 고체를 제거시킬 필요가 있다. 여과할 때는 처음 여과한 용액의 일부분은 버려 거름종이 위의 산의 손실을 막도록 조심스럽게 다루어야 한다. 필요하다면 다른 방법을 써서 떠 있는 고체를 없앨 수 있다.

 

7) 모든 용액에 대하여 최소한 두 번은 적정해야 한다.

 

8) 할 수 있으면, 더 낮은 온도, 예를 들어 실온보다 15℃ 낮은 온도에서 한번 더 흡착실험을 하여 흡착에 대한 온도의 영향을 알아보도록 하자.

 

 

 

[화공기초실험]흡착 평형상수의 결정 레포트