목차/차례
성분계의 상평형도 결정
1. 목 적
물, 톨루엔, 아세톤으로 이루어진 3성분 액상계의 상평형도를 정삼각형 좌표계에 나타냄으로써 3성분 액상계의 상평형 거동과 정삼각형 좌표계를 이해하도록 한다.
2. 이 론
㈀ 정삼각형 좌표계
3성분 계의 자유도, F는 Gibbs 상률(phase rule)에 따라 (5 - p)로 나타내어진다. 3성분 계는 상이 하나이면 계의 상태를 정의하는데 4개의 변수가 필요하다. 이러한 계를 평면에 나타내는 것이 불가능하기 때문에, 보통 온도와 압력을 일정하게 하여 변수를 줄여 표시하는 것이 보통이다. 그러면 계의 변수는 F = 3 - p가 되어 최대변수가 2개이므로 2차원 평면에 표시할 수 있다. 온도와 압력이 정해지고, 상이 하나인 계의 변수는 의 관계를 갖는 조성변수 이다. 이들 중 어느 두 값이 정해지면 나머지 변수의 값은 위 관계식에 의해 정해진다.
3개의 조성변수를 평면에 나타내기 위해 정삼각형 좌표계가 이용된다...
본문/내용
성분계의 상평형도 결정
1. 목 적
물, 톨루엔, 아세톤으로 이루어진 3성분 액상계의 상평형도를 정삼각형 좌표계에 나타냄으로써 3성분 액상계의 상평형 거동과 정삼각형 좌표계를 이해하도록 한다.
2. 이 론
㈀ 정삼각형 좌표계
3성분 계의 자유도, F는 Gibbs 상률(phase rule)에 따라 (5 - p)로 나타내어진다. 3성분 계는 상이 하나이면 계의 상태를 정의하는데 4개의 변수가 필요하다. 이러한 계를 평면에 나타내는 것이 불가능하기 때문에, 보통 온도와 압력을 일정하게 하여 변수를 줄여 표시하는 것이 보통이다. 그러면 계의 변수는 F = 3 - p가 되어 최대변수가 2개이므로 2차원 평면에 표시할 수 있다. 온도와 압력이 정해지고, 상이 하나인 계의 변수는 의 관계를 갖는 조성변수 이다. 이들 중 어느 두 값이 정해지면 나머지 변수의 값은 위 관계식에 의해 정해진다.
3개의 조성변수를 평면에 나타내기 위해 정삼각형 좌표계가 이용된다. 삼각형내의 어느 점에서 각 변에 그어진 수직선분의 길이는 그 변의 반대쪽 꼭지점에 있는 성분의 조성 퍼센트를 나타낸다. 따라서 그림 1에서 삼각형의 꼭지점 A, B, C는 각각 100% A, 100% B, 100% C를 …
조성은 그림 3의 맺음선(Tie line)의 끝 점 a와 b로 나타내어진다. 이렇게 만들어진 혼합계의 전체 조성이 G 점으로 나타내어지는 경우, 처음에 만들어진 벤젠-물 혼합물 조성은 A점과 G점을 연결한 선이 BW변과 만나는 점 H에 해당될 것이다. 그리고 평형상태의 두 층의 상대적인 양은 지렛대의 원리에 의해
의 비율로 나타내어진다. 초산을 더 넣어주면, 두 층 의 조성은 각각 c와 d점으로 변한다. 두 층의 조성은 점점 유사해 지게 되며, 맺음선의 길이는 점점 짧아진다. 초산을 계속 넣어주면 한 층은 점점 줄어들고, 다른 층은 점점 많아진다. 계속 넣어주면 나중에는 한 층이 완전히 없어져서 전체가 한 상으로 변하게 된다. 두 상에서 한 상으로 변하게 되는 경계조성을 나타내는 BacPdbw를 이으면 용해도 곡선(Solubility curve)이 얻어진다. 이 곡선 안쪽에는 두 액체 층, 바깥쪽에는 단일 액체 층이 형성되며, 용해도 곡선의 모양과 크기는 온도에 따라 달라진다. 두 층의 조성이 같게 되는 점을 주름점(Plait point) 혹은 임계점(Critical point)이라 부른다. 초산을 첨가하여 전체 조성이 임계점과 B점 사이를 지나게 되면, 물 층이 없어지며, 임계점과 W점 사이를 지나게 되면 벤젠 층이 없어지게 된다.
A(Acetic acid)
P
d
b