[실험레포트] VLE / LLE 실험 예비레포트

소개글

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목차

1. 실험목적

2. 이론
(1) 분리/정제공정
(2) 평형(equilibrium)
(3) 상률(phase rule)
(4) VLE(Vapor-Liquid equilibrium)
(5) LLE(Liquid-Liquid equilibrium)

3. 실험기기
(1) VLE 장비
(2) 기체 크로마토그래피

4. 장치조작방법

5. 실험방법

본문내용

1. 실험목적
화학공정의 주요 공정중 하나로 분리/정제를 꼽을 수 있다. 이에 대해 증류와 추출과정에 대해 알 필요가 있고, 핵심이 되는 상평형에 대해 이해해보고자 한다. 관련된 이론을 습득하고 기체 크로마토그래피에 대해 알아보자.

2. 이론
(1) 분리/정제공정
화학 또는 생화학 플랜트에 있어서 주요 공정은 크게 두 가지로 생각할 수 있는데, (주요)화학반응(chemical reaction)과 혼합물의 분리(separation of chemical mixtures)가 있다. 이에 동반되는 보조 작업에는 상 분리, 열 추가 또는 제거(열 교환기), 축 일(shaft work, 펌프 또는 압축기), 스트림의 혼합 또는 분할, 고형물 응집, 고형물 의 크기 감소 및 고형물의 크기 분리 등이 있다.
큰 범주의 과정 중 분리에 대해 생각해보자. 서로 다른 화학종에서 혼합물을 생성하는 것은 에너지가 필요 없는 자발적인 과정이지만, 반대로 혼합물을 순수한 성분으로 분리하는 역과정은 에너지가 필요한 비자발적 과정이다. 즉 반응에 필요한 물질과 필요하지 않은 물질을 분리하는 역할을 함과 동시에 에너지소모나 경제적인 면도 고려가 되어야하는 중요한 과정이다.
혼합물의 분리 공정에 있어 많이 사용하는 방법으로 증류, 추출, 재결정, 원심분리, 크로마토그래피, 막 분리 공정 등이 있다.

(2) 평형(equilibrium)
평형은 거시적 관점에서 변화가 없는 정적 상태를 말하는데, 변화의 경향성은 원동력(driving force)에 기인하기 때문에, 다른 말로 원동력이 없다는 것을 의미한다. 따라서 평형을 이루는 것은 모든 힘이 정확한 균형을 유지하 는 것이다. 원동력의 예로는 피스톤에 가해지는 압력과 같은 기계적 힘, 열의 흐름을 일으키는 온도 차이, 상전이 현상을 일으키는 화학 퍼텐셜의 차이 등이 있다.
평형과 관련하여 깁스에너지에 대해 알아볼 필요가 있다.

참고 자료

J. M. Smith and H. C. Van Ness, "Introduction to chemical engineering thermodynamics(8th)", The McGraw Hill education
Kevin D. Dahm and Donald P. Visco, JR, “Fundamentals of chemical engineering thermodynamics(1st)”
Douglas A. Skoog, “Principles of instrumental analysis (7th)”, Cengage learning
https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e200112/e200112-201.pdf
https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e200112/e200112-801.pdf
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