2성분계에 있어서의 액체-기체 평형
1. 요약 & 서론
이 실험의 목적은 2성분 액체-기체의 평형계를 공부하는 것이다. 일정 압력하의 2성분 용액의 끓는 점과 증기의 조성은 온도 대 성분의 그래프와 관계가 있다.
액체와 증기성분의 조성은 굴절계로 측정할 수 있다. 그리고 애체상의 각 성분에 대한 활동도계수는 van Laar의 식으로 계산된다.
불변 끓음 혼합물(azeotrope)이란 상평형 그림에서 극대점 또는 극소점에서 나타나는 현상으로, 증기외 조성이 액체의 조성과 같아지는 점이다. 이실험의 목적은 벤젠과 에탄올의 불변 끓음 혼합물(azeotrope)(극소를 나타냄)을 확인하고 각 성분에 대한 활동도 계수를 알아보는 것에 있다. 벤젠과 에탄올의 Azeotrope은 온도 섭씨 약 68도, 이때의 벤젠의 몰분율은 0.44 정도이다.
2. 이론
액체와 증기상 사이에 평형이 성립될 때 각 성분에 관하여 다음 식을 쓸 수 있다.
i(l) = i(g) (1)
( i(l) 는 액체상에 관한 화학퍼텐셜, i(g) 는 기체상에 관한 화학퍼텐셜 )
이 때 화학퍼텐셜은 몰부피 Vi와 압력 pi로 표시된다.
di = Vi dpi (2)
기체가 이상기체일 경우,
d i(g) = RT ( dpi / pi ) (3)
이 식을 적분하면
i(g) = RT ln pi + A ( A 는 적분상수) (4)
표준상태의 정의로부터 A를 계산할 수 있으며 ( 즉 p = 1atm 으로 놓고 푼다. )
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2011.03.11
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