• 

  화공기초실험 | 접촉각 접촉각 접촉각이란 고체 표면 위 액체 방울이 표면과 이루는 각을 접촉각이라 한다. 접촉각은 기체, 액체, 고체 간의 표면에너지가 열역학적 평형을 이루고 있을 때 형성되며, 고체 표면이 물리적, 화학적 성질이 균일할 경우, 같은 종류의 액체는 그 고체 표면 어디에 서나 동일한 접촉각을 가진다. 접촉각이 작을수록 표면은 친수성이고 접촉각이 클수록 표면은 소수성이다. 접촉각은 크게 정적 접촉각과 동적 접촉각으로 나뉜다. 정적 접촉 각은 액체 방울이 표면 위에 있으며 접촉선이 움직이지 않을 때, 즉 멈춰있을때 측정되는 각이다. 동적 접촉각은 접촉선이 움직이는 시점의 접촉각으로, 전진각과 후진각 으로 나누어진다. 본 실험에서는 정적 접촉각을 측정한다. 접촉각이 θ < 10° 이면 super-hydrophilic이.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2024. 4. 16.

• 

  화공기초실험 | 전위차 적정 TIP pH메타를 이용한 산 염기 적정을 통해 적정곡선을 얻어 이해하고 해석한다. 이를 이용해 이온화 상수를 결정하고 산의 세기와 종류에 따라 변화하는 적정곡선을 확인한다. 화학평형 반대 방응이 서로 같은 속도로 진행될 때를 이르는 말. 반응물로부터 생성물이 생성되는 속도와 생성물로부터 반응물이 생성되는 속도가 같아 마치 반응이 정지한 것처럼 보인다. 평형혼합물은 반응이 가역적이기 때문에 얻어진다. A ↔ B A가 분해해서 B를 생성하는 정반응과 B로부터 A를 다시 생성하는 역반응을 생각해보면 정반응과 역반응은 둘 다 단일단계 반응이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 0.1M 아세트산을 만들었다.(0.6g 아세트산을 비커에 넣고 증류수로 100㎖까지 채웠다.) 2) 뷰렛에 0.1M 수산화나트륨 표준용액.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2023. 6. 7.

• 

  화공기초실험 | 액체의 표면장력 측정 TIP 계면활성제를 이용한 액체 시료의 농도에 따른 표면장력의 변화를 알아보고 증류수와 비교 분석한다. 여러 표면장력 측정법 중 듀누이(DuNoüy)의 표면 장력계를 사용하는 적환법을 통해 알아보았다. 실험 배경 한 분자가 동일한 분자의 액체 bulk상에 존재할 경우 분자에 작용하는 분자간의 힘은 분자를 둘러싼 모든 방향에서 동일하게 작용된다. 그러나 한 분자가 유체 표면에 존재할 경우 분자에 작용하는 분자간의 힘은 안과 밖이 다르다. 표면에는 분자 간에 작용하는 힘에 의해 수축하려는 힘이 작용하고 있다. 단위 길이당의 이 힘을 표면장력이라 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 0.002M, 0.004M, 0.008M, 0.01M의 농도를 가지는 SDS 수용액과 증류수를 깨끗하게 세척한 비커에 담아둔다.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2023. 6. 6.

• 

  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.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2023. 5. 1.

• 

  화공기초실험 | 전기전도도 TIP  오스트발트의 묽힘률 (Ostwald’s dilution law)을 이용하여 전기전도도 측정으로부터 25℃에서의 약 전해질인 초산 (CH3CO2H, HOAc)의 이온화 상수 K와 Λ0를 구한다.   실험 요약본 실험에서는 일정 온도에서 약 전해질인 초산 용액을 0.1N부터 2배, 4배, 8배, 10배 묽힌 용액까지 전기 전도도를 측정할 것이다. 전해질 이온이 많을수록 전기전도도는 높아지므로 초산 용액을 희석할수록 전기전도도는 낮게 측정될 것이다. 또한 약전해질인 초산은 온도가 올라가면 이온의 속도가 증가하고 용매의 점성도가 감소하여 이온 간의 정전기적 작용이 줄고, 또 이온화가 증가하기 때문에 온도를 일정하게 조절하는 것이 중요할 것이다.  실험 방법1. 실험 과정1) 진한 초산을 묽혀 0.1 N.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2023. 2. 14.

• 

  화공기초실험 | 증기 액체 평형 불변 끓는점 혼합물 많은 액체들이 이상적 모양의 온도-조성 상평형 그림을 나타내지만 이상성으로부터 현저하게 벗어나는 행동을 하는 액체도 많다. 일부의 액체들은 Raoult의 법칙에서 예측하는 것보다 낮은 증기압을 가지는 혼합물을 형성하기도 한다. 이들 비이상용액은 성분간의 유사한 상호작용 때문에 음의 벗어남(negative deviation)을 보인다. 낮은 증기압을 갖는다는 것은 높은 끓는 온도를 갖는다는 것을 의미하며 이와같은 물질들의 혼합물은 예측한 것보다 높은 온도에서 끓는다. 이 벗어난 정도가 매우 클 때 혼합물의 끓는 온도는 순수성분들의 끓는 온도보다 높아져 높은 끓는점을 갖는 불변 끓음 혼합물(maximum boiling azeotrope)이 얻어진다(Figure 2참조). 일부 액체들의 혼.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 10.

• 

  화공기초실험 | 액체의 밀도와 점도 TIP 분자정수에는 밀도, 점도, 표면장력등 여러 가지가 있으나 본 실험에서는 액체의 밀도와 점도측정에 대해 알아본다. 액체의 밀도(비중) 어떤 물질이 질량과 이와 같은 체적인 표준물질의 질량과의 비를 비중(specific gravity)이라 한다. 같은 장소에서 측정하면 양자의 무게비를 취해도 좋으므로 비중이란 말을 쓴다. 어떤 온도에서 있어서의 비중(밀도)은 그 물질에 고유한 정수이다. 따라서 비중을 측정하여 순도를 확인해 볼 수 있다. 특히 용액은 비중과 농도와의 관계가 잘 조사되어 있으므로 비중을 측정하여 농도를 아는 것은 공업상이나 실험실에서도 잘 쓰이고 있다. 또 액체의 밀도측정은 압력, 모세관의 반지름, 분자부피(molar volume), 유전율, 표면장력, 비점도등의 측정이나 burette.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 9. 14.

• 

  화공기초실험 | 염화칼슘의 용해열 TIP 간단하게 만든 열량계로 염화칼슘(CaCl2)의 용해열을 측정한다. 물의 열용량, 비커 열용량, 온도계 열용량, 염화칼슘 넣기 전후 온도 차이와 염화칼슘 몰수를 구하여 염화칼슘의 용해열을 측정한다. 실험 방법 1. Cm계산 1) 200㎖ 증류수를 비커에 넣은 후 5분간 유리막대로 저은 후 온도를 측정한다. 2) 1)에서 측정 된 온도보다 30℃ 높게 200㎖ 증류수를 끓인다. 3) 2)에서의 증류수를 스티로폼 안 비커에 부은 후 5분 뒤 온도를 측정한다.(열을 밖으로 쉽게 안 빼앗기기 위해 스티로폼을 두껍게 준비한다.) 2. 용해열 측정 1) 전자저울에 비커를 넣은 후 영점을 맞춘다. 2) 비커 안에 CaCl2 4g를 넣는다.( CaCl2 은 수분과 쉽게 반응하기 때문에 실험을 최대한 신속히 한다... Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 20.

• 

  화공기초실험 | UV를 이용한 염료 흡착속도 결정 본 실험을 통해 UV사용법을 이해하고 이를 이용하여 여러 염료(Acid-red 1, Acid-blue 25)의 흡광도를 측정한다. Beer-Lambert 법칙을 이용하여 흡광도로부터 용액의 농도를 알 수 있으며, 여러 염료의 시간별 흡착을 통해 반응속도상수(k)를 구할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 1L의 비커에 Acid-red 1 40ppm, Acid-blue 25 60ppm 농도의 염료 용액을 제조한다. 2) 1)에서 만든 40ppm Acid-red 1 1L와 60ppm Acid-blue 25 1L에서 샘플을 채취하여 평형상태에서의 흡착농도(Qe)를 알기 위해 UV측정을 실시한다. 3) 각각의 염료 용액에 활성탄을 200ppm(0.2g/L)로 맞추고 지정된 시간(1, 3, 5, 10, 2.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 2.

• 

  화공기초실험 | 산가 비누화가 측정 TIP 유지 공업에서 중요한 원료로 사용되고 있는 유지의 성질을 평가하는 방법으로서 산가 및 비누화가 측정 원리를 이해하고 유지 시료의 상태를 평가해 본다. 유지의 산가 유지 중에 이 유리 지방산의 함유량을 수치로 나타낸 값이다. 즉 유지 단위 g당 포함되어 있는 유리지방산을 중화하는데 필요한 KOH의 mg수를 유지의 산가라고 한다. 따라서 유지의 산가는 유지나 유지를 포함하는 식품의 신선도를 판정하는데 필요한 수치이다 유지의 비누화가 유지 내에 포함된 지방산의 조성을 비교하는 수치로서 흔히 비누화가(saponication value)를 사용하는데 이는 유지단위 g을 완전히 가수 분해하여 유리되는 지방산을 중화하는데 요구되는 KOH의 mg 수를 나타낸다. 따라서 고급지방산을 주로 포함하고 있는 유지는 비.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 7. 20.

• 

  화학공학기초실험 | 유체 흐름 관찰 TIP 1. 유속 변화에 따른 유체흐름의 모습을 관찰한다. 2. Reynolds number에 따른 유체흐름의 모습을 관찰하여 두 사이의 관계를 알아낸다. 3. 유체의 특성을 이해한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 레이놀즈 수 실험장치의 유리관 직경을 측정한다. 2) 유출구 밸브를 닫은 상태에서, 유입구로 실험에 사용되는 유리관 위쪽까지 물을 채워 넣고, 유입구 밸브가 열린 상태에서 유출구 밸브를 열어 물이 순환되도록 한다. 이때, 물이 수조 바깥으로 넘치지 않도록 밸브로 유량을 조절한다. 3) 수조에 채워진 물의 온도를 측정하고, 잉크조절밸브를 열어, 유리관으로 일정한 유량의 잉크를 주입한다. 4) 유량조절밸브로 유리관 내부유량을 조절한다. 5) 유체의 유량을 일정하게 맞춘 후, 유체흐름이 정상상태.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 7. 9.

• 

  화공기초실험 | 이온성액체를 이용한 셀룰로오스 추출 TIP 실생활에 필요한 물건들을 만드는데 다방면으로 유용한 셀룰로오스를 추출하여 본다. 이온성 액체 인류가 살고 있는 지구에 존재하는 대부분의 생명체들은 그 중량의 70% 이상을 물이 차지하고 있다. 물은 빙점, 밀도, 잠열 등 여러 가지 물리화학적 특성에 있어 지구 자연계의 항상성 유지에 이상적인 용매로 여겨지고 있다. 그러나 물은 소수성 물질에 대한 낮은 용해성, 좁은 액상 온도범위(100 ℃) 등의 제약점도 가지고 있어, 이를 극복하기 위해 헥산, 알콜류 등을 포함한 각종 유기용매가 지난 수십년간 산업현장을 중심으로 광범위하게 사용되어왔다. 이러한 기여에도 불구하고, 유기용매는 친수성 물질에 대한 낮은 용해성, 안전성, 그리고 특히 환경오염의 문제점 들을 안고 있다. 이러한 제약들로 인해 물(제1세.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 5. 17.

• 

  응용화공기초실험 | 폴리스티렌의 고유점도 측정 TIP 본 실험의 목적은 고분자의 고유점도를 측정하고 고분자의 분자량과 고유점도의 관계를 이해하는데 있다. 점도 유체의 점성의 정도를 나타내는 것으로, 그 단위 포아즈(P)는 유체 내에서 1m에 대하여 1m/s의 속도로 기울기가 있을 떼 그 속도 기울기 방향으로 수직인 면에서 속도의 방향에 1m에 대하여 0.1N의 힘의 크기의 응력을 일으키는 점도이다. 고분자의 기계적 성질을 평가함에 있어서 가장 일반적으로 고려되는 항목은 응력, 변형률, 그리고 영탄성률이다. 그중 응력은 단위 면적당 가해지는 힘으로 정의된다. 모든 고분자를 용매에 녹일 수는 없다. 원칙적으로 용해도는 선형 고분자에 국한되며, 가교된 고분자의 경우에 용매에 의하여 부풀어지는 현상은 있을 수 있으나 본질적으로 용해될 수 없다. 고분자 사슬.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 1. 10.

• 

  화공기초실험 | 흡광광도 분석 TIP 흡광광도 측정법의 개념 및 원리를 이해하고 흡광광도 측정에 사용되는 분광광도계(spectrophotometer)의 작동원리 및 사용법을 이해하며 발생용액의 최대흡수파장을 결정한다. 편광에는 직선 편광, 원 편광, 타원 편광이 있다. 전기장 벡터의 정점을 연결한 선이 빛의 진행 방향으로부터 보아 직선으로 보이는 것이 직선 편광, 원이 되는 것이 원 편광, 타원이 되면 타원 편광이라 한다. 직선 편고아은 타원율= 0, 원 편광은 타원율=1의 특수한 타원 편광이라고 생각할 수 있다. 직선 편광은 그 전기장 진동 방향이 쪼이는 대상 표면에 대하여 수직인 경우 이를 p편광이라 하며, 한편 평행인 경우 s편광이라 한다. 편광을 이용하여 측정한 스펙트럼을 편광 스펙트럼(Polarized Spectrum)이라 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 12. 16.

• 

  화공기초실험 | 액체의 비중 측정 TIP 어떤 온도에서 물질의 순도를 확인할 수 있는 고유정수인 비중을 측정한다. 비중 [specific gravity] 표준물질에 대한 어떤 물질의 밀도의 비. (상대밀도라고도 한다.) 고체와 액체의 경우 일반적인 표준은 4℃의 이다. 물의 밀도는 4℃에서 1.000㎏/ℓ이다. 기체는 보통 건조한 공기와 비교하는데, 건조한 공기의 밀도는 표준상태(0℃, 1기압)에서 1.29g/ℓ이다. 예를 들어 액체수은의 밀도는 13.6㎏/ℓ이므로 비중은 13.6이다. 밀도가 표준상태에서 1.976g/ℓ인 이산화탄소 기체의 비중은 1.53이다. 비중은 같은 단위를 가진 두 양의 비율이므로 단위가 없다. 부력과 비중은 깊은 관련이 있다. 어떤 물질의 비중이 유체보다 작으면 그 물질은 유체 위에 떠 있을 것이다. 헬륨을 가.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 6. 23.

• 

  화공기초실험 | 고체 입자의 진밀도 측정과 액체 비중 측정 TIP 1. 비중병을 사용하여 공극을 액체로 채워서 고체 입자의 진밀도를 측정한다. 2. 분체사이에 공간을 채우는 약체는 증류수일 수도 있으나 만일 액체와 고체가 반응하는 경우 혹은 분체의 물리적 화학적 성질에 영향을 주는 경우가 있으므로 충전액체의 선택에 주의하여야 한다. 비중(Specific gravity) 물질의 고유 특성으로서 기준이 되는 물질의 밀도에 대한 상대적인 비를 나타낸다. 일반적으로 액체의 경우 표준물질로서 1atm 에서 4°C 물을 기준으로 하고, 기체의 경우에는 21 °C 공기를 기준으로 한다. 비중은 무차원수이며 즉 단위가 없다. 물을 포함한 모든 물체는 온도 및 압력에 따라 밀도가 변하므로 비중은 온도 및 압력에 의존하는 양이다. 밀도와 비중은 혼동되기 쉽지만 밀도는 질량을 부피.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 5. 10.

• 

  화공기초실험 | 회절과 편광 TIP 빛의 회절과 간섭현상을 실험을 통하여 관찰하고 빛의 특성을 이해하는데 목적이 있다. 빛은 이중성을 지니고 있다. 즉 파동성과 입자성의 두가지 성질을 동시에 지니고 있다. 그러나 이 두가지 성질을 알아내기 위한 실험방법에는 다소의 차이가 있다. 즉, 파동성을 입증하는 실험과 입자성을 증명하는 실험이 따로 존재하는 것이다. 그리고 본 실험에서 빛의 파동성에 중점을 둔 회절과 편광실험을 하게되며 이를 통하여 빛의 파동성을 좀더 자세히 알 수 있게 된다. 그러면 빛의 파동성을 입증하는 실험에는 우선 빛의 간섭실험, 빛의 회절, 빛의 편광 실험이 존재한다. 1. 간섭실험 : 단색 광원에서 나온 광선이 진행 방향과 수직으로 놓인 아주 좁은 단일 슬릿과 이중 슬릿을 지나면 스크린 위에 밝고 어두운 무늬를 만든.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 5. 3.

• 

  화공기초실험 | 양이온 교환 크로마토그래피 TIP 양이온 교환 수지를 이용하여 양이온의 농도를 측정한다. 이온교환수지란 합성 수지에 해리성의 기능기가 붙어있는 것으로, 그 기능기는 용액 중의 이온과 반응하여 그 이온은 붙들고, 갖고 있던 같은 부호의 다른 이온을 용액으로 돌려보낸다. 기능기는 양이온을 교환할 수 있는 것과 음이온을 교환할 수 있는 것으로 나누어진다. 전자의 기능기를 갖고 있는 수지를 양이온 교환수지라고 한다. 이 수지는 약산형의 -COOH 혹은 강산형의 - SO3H 기능기를 갖고 있어 H+를 잃고 음전하를 가지므로 양이온을 끌어당긴다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 유리 분리관에 물에 적신 탈지면을 넣고 유리막대로 밑 부분까지 15㎜ 정도 두께로 밀어 넣는다. 2) 양이온 교환 수지를 유리분리관에 넣고 증류수를 넣어 유리막대로 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 3. 29.