[화학공학전공] 기체확산계수의 측정

소개글

[화학공학전공] 기체확산계수의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론
2.이론
3. 실험방법
4. 결과 및 고찰
● 고찰
5.결론
6.참고문헌

본문내용

온도에서 위의 실험을 반복한다.
그림1-2. 확산계수측정장치
● 실험장치
T자형 확산 cell을 그림. 1-2와 같이 manometer, 질소 또는 공기공급원과 연결하고 항온조에 넣어 일정 온도로 유지되게 한다. 공기를 이용할 경우에는 aspirator를 사용하는 것이 간편하다. 액의 높이는 cathetometer로 읽는다.
<실험실 에서 사용한 실험장치>
4. 결과 및 고찰
1.Data Sheet
Temp.(℃)
Time from
Commencement
of Experiment(min)
Liquid Level
|(Z0-Zt)|
Z0=21.841mm(65℃)
Time / |(Zt＋Z0)|
(sec/mm)
65
10min(68℃)
Zt=21.841
dZ0=0
13.736
20min(68℃)
Zt=21.843
dZ0=0.002
27.470
30min(68℃)
Zt=21.845
dZ0=0.004
41.203
40min(68℃)
Zt=21.847
dZ0=0.006
54.935
50min(66℃)
Zt=21.849
dZ0=0.008
68.666
60min(68.5℃)
Zt=21.850
dZ0=0.009
82.397
70min(67℃)
Zt=21.852
dZ0=0.011
96.125
80min(68℃)
Zt=21.854
dZ0=0.013
109.852
90min(67℃)
Zt=21.856
dZ0=0.015
123.578
100min(67.5℃)
Zt=21.858
dZ0=0.017
137.303
2. (Zt-Z0)와 t/(Zt+Z0)를 plot하여 얻어진 직선의 기울기로부터 확산계수를 구하기
윗 식을 사용해서 풀어보면.
3. 식(9)에 직접 실험결과를 대입하여 확산계수를 구하기
식 (9) :
먼저 값은 다음의 Antoine식을 이용하여 구한다.
acetone의 Antoine식의 상수는
A = 14.3916 B= 2795.82 C=230.00 이다.
여기에서
『 , ,
, , ,
, , 』
위 값을 대입하면 식 (9)에 대입하면
증기압이 P보다 크므로 값이 나오지 않는다.
다른 자료를 이용해서 구해야 한다.
4. 실험온도와 압력에서 식(12)에 의한 확산계수를 계산
식 (12) :
DAB = 확산계수 (cm2/s)MA,MB = 성분 A,B의 분자량
T = 절대온도 (K) P = 압력 (atm)
σAB = 유효충돌직경(Å) ΩD = 충돌적분 f(КT/εAB)
К = Baltzman상수[erg/K]
● 고찰
이 실험을 하기 전에 pre-report를 쓰면서 이 실험은 많이 어렵지 않은 실험이라고 생각 되었다. 보는 것처럼 정말 간단한 실험인 것 같았다. 가장 중요한 것은 우리가 측정해야 할 Zt 를 얼마나 잘 읽어 내는가가 제일 중요했던 것 같다. 처음에 Z0읽는 법을 몰라서 헤맸었지만 조교님의 도움으로 알 수 있었다. 우리가 해야 할 일은 10분마다 Zt의 변화 값을 읽어 데이터 시트에 기록하고 Time/(Zt_Z0)값을 구해서 이것도 데이터 시트에 기록 하는것 이었다. 솔직히 하는 일은 없어서 심심하기도 했지만 데이터를 잘 읽어내야만 한다는 압박감이 있던 실험 이었다.그리고 T자형 확산 cell을 렌즈로 보면 뒤집혀서 보이는 게 좀 신기 했다. 이걸 100분 동안 할려니 많이 지겹긴 했지만 간단한 실험이어서 어려움은 없었던 거 같다. 실험은 실수 없이 진행했지만 다시 한번 정확한 눈금을 읽었는지에 대해 생각해 볼 문제이다.
5.결론
이 실험을 통해서 우리는 Stefan 확산 cell을 이용하여 ethanol이 공기나 질소 중으로 증발할 때 확산계수를 측정하여 문헌 값이나 각종 추산 식에 의한 계산 값과 비교할 수 있었다.
이러한 계산을 통해서 기체의 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이며, 온도, 압력, 조성 등의 영향을 받는 것을 알 수 있었고, 이 모든 것을 눈으로 확인할 수 있었다.
6.참고문헌
1) 화공실험2 매뉴얼
2) 화학공학개론, 김학준 저, 문운당(2000), p.209~213
3) 단위조작실험, 허광선 외 2명, 보문당(1996), p.421~428.
4) 단위조작 제 4판, W. L. Macabe, J. C. Smith, P. Harriott 저, 희중당(1987), p.507~512.
final report
기체확산계수의 측정
소 속 : 화학공학전공
학 번 :
성 명 :
실 험 분 반 조 : 3분반 2-3조
담 당 교 수 : 송요순 교수님
실 험 일 자 : 2010년 11월 27일
제 출 일 자 : 2010년 12월 10일

키워드

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