일반화학실험 - 평형분배 예비 및 결과 보고서

1. Title
평 형 분 배

2. Date

3. Purpose
서로 섞이지 않는 두 용매 사이에서의 용질의 평형분배와 불 균일 평형이 이루어진 계에서 질량 작용의 법칙의 유용성을 알 수 있다.

4. Theory
(1) 분배계수
어떤 용질을 서로 섞이지 않는 두 종류의 용매 A와 B에 용해시켜, 두 용액을 평형에 도달 시켰을 때, 만약 이 용질이 두 용매에서 같은 분자량을 유지한다면 두 상에 있어서의 용질의 농도 및 간에는

가 성립한다. 이에 대해 이 용질이 A용매 중에서는 단 분자로 존재하지만 B용매 중에서는 n분자회합체로 존재한다면,

로 된다. 은 분배계수(Distribution coefficient)라 한다. 또 이 식을 이용하여 각 용매에 있어서의 용질분자 회합체의 상이점을 조사할 수 있다. 만약 회합이 완전히 이루어지지 않는다면 식 (16-2)로 계산한 n값은 한 개의 정수가 아니라 농도에 따라 변하는 값이 될 것이다.
실제로 n과 를 결정하려면 식 (16-2)의 양변에 대수를 취한 다음식이 편리하다.

log 대 log 을 그래프로 도시하여 그 기울기와 절편으로부터 구하거나(그림(16-1)참조) 또는 최소자승법에 의해 n 및 를 결정한다.

log CA →

↑
log CB (그림 16-1 n 과 의 결정법)

(2) 추출되지 않고 남아 있는 용질의 몰수
⇒ 를 VmL의 용매 1에 용해된 용질의 몰수라 놓고, 을 VmL의 용매 2를 써서 한번 추출한 결과 용매 1에 추출되지 않고 남아있는 용질의 몰수라 놓는다. 1L에 대한 몰수로 표시된 농도로, 식 (16-1)을 나타내면

에 대해 식 (16-4)을 풀면

용매 2의 두 번째 부피 V로 추출과정을 되풀이하면 용매 1에서 추출되지 않고 남아있는 용질의 몰수는

....

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