화학공학 실험 - 흡착 실험
1. 실험목적
흡착에 관한 개념을 이해하고 활성탄을 흡착제로 사용하여 메틸렌블루의 흡착을 흡광도를 이용하여 알아보고, 이 데이터로 파과점과 파과곡선을 구하는 것과 그리고 활성탄의 흡착량과 활성탄의 수명을 알아본다.
2. 이 론
- 흡착의 정의
2개의 상이 접할 때, 그 상을 구성하고 있는 성분물질이 경계면에 농축되는 현상을 말한다. 용질이 두 상의 경계면을 지나 1개의 상으로부터 다른 상으로 이동하는 흡수와는 구별되며 흡착과 흡수가 동시에 일어난 경우는 수착(sorption uptake)이라고 한다. 표면 또는 계면에 흡착이 일어날 때를 양흡착, 그 반대로 계면 쪽이 내부보다 성분농도가 엷어진 때를 양흡착, 그 반대로 계면 쪽이 내부보다 성분농도가 엷어진 때를 음흠착이라 하며, 다량의 양흡착을 일으키는 물질을 흡착제라 한다. 예를 들면, 숯은 가장 오래 전부터 쓰인 흡착제이며 특히 흡착력을 강하게 한 활성탄 등으로 사용된다. 그 밖에 각종 금속의 산화물, 특히 활성알루미나, 실리카, 산화티탄, 등이 있고, 천연적인 것으로는 벤토나이트, 산성백토, 규조토 등이 있다. 물질전달 과정은 결국 평형에 도달하는데, 그 점에서의 농도를 평형농도 혹은 포화농도라 부른다. 흡착공정에서의 포화농도를 흔히 배출농도가 유입농도의 50%가 되는 시기를 우리는 포화농도라 정하고 그 때의 시간을 포화흡착시간이라 한다. 그러나 포화 흡착시점에서 흡착되는 포화 흡착량 만큼 흡착시키는 것은 실제로 불가능하며 경제적이지 못하다. 그래서 실제 흡착 중지시간을 배출농도가 유입농도의 10%가 되는 시기를 파과시간으로 정하고 흡착공정을 마무리된다.
- 흡착에서의 3단계 과정
1) 흡착질이 액체 외부표면으로 이동 (속도느림)
2) 흡착질이 흡착제의 대세공, 중간세공으로 확산이동 (속도느림)
3) 확산된 흡착질이 미세공 표면에서 화학적결합, 또는 미세공에 물리적 충진현상으로 흡착 (속도빠름)
- 파과곡선
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2013.12.26
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