단증류 (Simple Distilation) 결과레포트

소개글

단증류 (Simple Distilation) 결과레포트입니다.
Rayleigh 식을 유도해 보았습니다.
단증류 실험을 통해 유출액, 응축액의 조성을 분석하였으며 실험치와 Rayleigh 식으로 구한 이론치를 비교하였습니다.

목차

1. 실험 결과
(1) 물-에탄올 혼합액 비점도표
(2) 농도별 시간에 따른 유출량
(3) 30wt% 에탄올 수용액 DATA
(4) 70wt% 에탄올 수용액 DATA
(5) 비중병 DATA

2. 결과값의 고찰
(1) 단증류의 원리와 응용면에 대하여 설명하시오.
(2) 다음 식을 유도하여라.
(3) 유출시간과 농도와의 관계를 그래프에 도시하여라.
(4) 유출시간과 유출량의 관계를 그래프에 도시하여라.
(5) 실험치와 Rayleigh 식에서 계산한 값을 비교하여라.
(6) 물질수지 결과를 설명하여라.

본문내용

① 단증류의 원리
증류는 비점차가 있는 액체 혼합물을 분리하는 방법의 하나이다. 연속성의 여부에 따라 회분 증류, 연속 증류로 나뉘며, 증류 횟수에 따라 단증류, 재증류로 나뉜다. 회분 증류는 한 사이클의 증류가 끝나면 증류 장치를 비우고 새로운 원료를 넣는 방식이고 연속 증류는 연속적으로 원료를 계속 흘려 넣으면서 동시에 증류를 진행하는 방식이다. 증류의 과정을 단 한번 실시하는 것을 단증류라고 하면 이를 여러 번 진행하는 것을 재증류라고 한다.
단증류는 가장 간단한 증류 방법으로서 혼합액 중 끊는 점이 낮은 저비점 물질이 먼저 끓으면서 기화하고 이 기화된 액체를 냉각기를 통과시키면서 다시 액화 시킨다. 이로서 유출액은 저비점 물질의 농도가 크고 잔류액은 고비점의 물질 농도가 크게 되어 혼합물을 분리할 수 있게 된다. 단점으로는 단증류의 효율은 그다지 좋지 않기 때문에 재증류를 해야 순도가 높은 물질을 얻을 수 있고, 비점 차기 크지 않은 액체의 혼합물은 분리하기 어려우므로 압력에 변화를 주어 비점 차를 크게 만들어 준 뒤 증류를 해야 한다. 또, 특정조건에서 순수한 액체와 같이 액상의 조성과 기상의 조성이 같은 혼합물이 존재하는데 이를 공비혼합물이라고 하고 공비혼합물은 증류로 분리가 안 되기 때문에 압력을 변화시키거나 제 3의 성분을 첨가하여 증류할 수 있고 흡수 또는 추출의 방법으로 분리할 수도 있다.

<중 략>

<그래프3>의 결과로부터 유출시간이 증가하면 유출량도 증가하는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 에탄올의 농도가 30wt%인 곡선의 경우 65~70분 사이에 유출 부피가 눈에 띄게 증가하는 것을 볼 수 있는데 초기 시료 속에 들어있는 에탄올이 모두 유출되어 순수한 물만 남은 상태에서 증류가 이루어져 유출량이 급격하게 증가한 것으로 보인다. 실제로 실험에서 온도가 갑자기 급격히 증가하는 것을 관찰하였다. 에탄올을 증발시키기 위해 사용되던 열이 남은 시료의 온도를 올리기 위해 사용되었기 때문에 온도가 증가한 것이다.

참고 자료

없음