[자연과학]실험보고서 - 증기액체 평형 실험

1. INTRODUCTION 1-1. 이론적 해석 1-1-1. 라울(Raoult)의 법칙 만약 2개 또는 그 이상의 액체가 증기혼합평형을 이룬 이상용액으로 되어있다면 증기 중의 성분 A에 대한 분압 PA는 액체 중의 몰분율 xA에 비로 표시할 수 있다. 즉 Raoult의 법칙에 의하면, (1-1) 여기서 는 순수 성분 A의 분압이다. 액상 중의 저비점성분 분율을 xA라 하면 고비점성분 B의 몰분율은 xB〓(1-xA)가 된다. 여기서 이 액체와 평형상태에 있는 증기 중의 B성분의 분압을 PB라 하면 (1-2) 이 된다. 또 낮은 압력 하에서는 Dalton의 법칙이 증기상에 적용되는데 전압을 P, 저비점성분의 몰분율을 yA라 했을 때 고비점성분의 몰분율은 yB〓(1-yA)가 되므로 Raoult의 법칙과 Dalton의 법칙의 관계로부터 다음과 같은 관계를 얻을 수 있다. (1-3) , (1-4) (1-5) 이 된다. 이것은 순수성분의 증기압이 기체-액체 평형관계(x-y선도)를 나타내는데 이용된다는 것을 알 수 있다. Raoult의 법칙을 따르는 용액을 이상용액(ideal soluction)이라 한다. 1-1-2. 이상 용액의 일반적 특성 이상 용액이란 모든 농도 범위에 걸쳐서 Raoult의 법칙을 만족하는 용액을 말한다. 입자크기가 같고 분자간에 작용하는 힘이 같다. 이상 용액의 개념은 여러 휘발 성분을 포함하는 용액에까지 확장된다. 이 개념은 실제 용액의 실험적 성질을 일반화시킨 것이 그 기초가 되며, 모든 실제 용액의 극한 행동을 나타내는 것이다. 여러 휘발성 물질로 된 용액이 처음에는 진공이었던 용기에 들어 있다고 생각하자. 성분이 모두 휘발성이므로 용액의 일부가 증발되어 액체 위의 공간이 증기로 채워질 것이다. 온도 T에서 용액과 증기가 평형에 이르면, 그릇 속의 전체 압력은 용액의 여러 성분의 부분 압력의 합이다. 즉, (1-6) 이 부분 압력은 액체의 평형 …
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