화공열역학실험 - 평형분배(삼성분계의 상태도)
1. Title 삼성분계의 상태도
2. date
3. purpose
이 실험은 서로 섞이지 않는 두 용매 사이에서 일어나는 용질의 평형분배 상수를 결정한다.
4.principle
용질 A가 들어있는 용액에 용질은 녹이지만 용매와는 섞이지 않는 용매를 넣었을 때 평형에서 용액 안의 용질의 농도는 불균일상 평형분배 상수로 나타낸다.
이때의 상태 변화는 상1에서도 A 분자상태로 있고 상2에서도 A 분자상태로 있다.
일정한 온도에서의 상태 변화에 대한 평형상수는 다음과 같다.
(1)
: 상 1에서의 용질 분자의 농도
: 상 2에서의 용질 분자의 농도
두 용액에서 용질 A의 이온화, 해리, 회합이 일어나지 않으면 두 평형농도 와 을 과 대신에 사용할 수 있다. 그러나 용질이 이온화하거나 회합하는 경우에는 질량본존과 질량작용의 법칙을 써야 한다.
1) 용질이 용매에서 이온화하는 경우로, 아세트산은 물에서 일부 이온화 한다.
은 이온화 하지 않는 분자의 농도로 산해리상수 와 평형에서 용매 ①의 전체 농도 를 써서 얻는다.
(2)
: 이온의 농도
② 같은 부피의 두 용매에서 상1에서의 전체 평형농도
: 상1에서 초기 아세트산의 농도
: 상2에서 전체 평형 농도
2) 두 번째는 용매 ②에서 용질 분자의 단위체가 회합하여 이합체를 만드는 경우의 상태 변화를 보면,
평형은,
(3)
: 이합체로 되지 않은 용질 분자의 농도 ( = )
식 (4)에 을 대입하면,
식 (1)에서 이고, 양변을 으로 나누면,
(4)
서로 섞이지 안는 용매 사이에서 용질의 분포는 추출실험에 이용된다. 단일 추출의 경우와 되풀이 추출의 경우에서,
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2015.02.26
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