[자연과학]실험보고서 - 단증류 실험

1. 서 론

단증류라 함은 일정량의 액체혼합물을 증류기에 넣고 가열비등시켜 발생 증기의 전부를 냉각 응축하여 적당량의 유출액을 얻었을 때 조작을 중단하는 증류법이다. 본 실험에서는 이성분계(methanol-wayter)를 시료로 하여 단증류 시험을 행하고 회분조작 및 그 이론과 물질수지의 개념을 이해한다. 또한 농도측정의 한 방법으로서 굴절률의 측정법을 익힌다.

2. 이 론

조성이 인 이성분 혼합액 을 증류기에 넣고 단증류 할 때 어떤 순간에 증류기에 남아있는 액체의 총 mol수를 n, 그액의 조성을 x라 하면 증류기에 남아있는 저비점 성분 A의 mol수는

이다. 이로부터 미소량의 액체 dn만큼 증류하여 순간 유출액의 조성을 y라고 하면 다음과 같은 물질수지식이 성립한다.

이 식을 증류초기에서 잔액의 량이 , 그 조성이 으로 될 때가지 적분하면 다음과 같은 Rayleigh식이 얻어진다.
식(3-4)에서 우변의 적분은 그림 3-1과 같이 도식적분에 의하여 계산할 수 있다. 즉 이성분계의 평형선도를 이용하여 x와 1/(y-x)의 관계선도를 그리고 이 곡선과 x축 사이의 면적을 구하면 된다. 증류가 끝난 후 유출액의 전…(생략)

1) 실험장치

2) 실험방법

4. 원액의 절반 정도가 증류될 때까지 계속 비등시킨다.

5. 증류가 끝나면 잔액을 냉각시키고, 잔액과 전 유출액의 양 및 농도를 측정한다.

1) 시간에 따른 온도와 유출액량의 변화를 표에 정리하고 그림표로 작성한다.

2) 원액, 잔액, 유출액의 량 및 조성으로부터 식(3-5)와 (3-6)에 의한 총괄 물질수지식을 확인한다.

3) 식(3-4)에 의한 잔액의 이론치를 구하고 실측치와 비교한다.