[자연과학] 화학공학 - 흡착[Absorption] 실험

1. 서론

1.1. 흡착
흡착은 용액 내에 보다 고체의 표면에 흡착된 분자의 농도가 더 크다는 사실을 설명하는 용어이며, 흡착제를 사용하여 목적 성분을 분리하는 조작의 하나이다. 흡착에는 물리적 흡착과 화학적 흡착이 있다. 물리적 흡착은 van der Waals 힘의 작용으로 일어나는 가역 현상이나, 화학적 흡착은 흡착제와 흡착질 사이의 화학작용에 의한 것으로 촉매 작용 등이 고려된다. 보통 우리는 작은 입자 크기의 흡착제를 사용하며 종종 단위 질량당 표면적을 증가시키는 구멍이나 흠이 있는 흡착제를 사용하기도 한다. 그러한 작고 다공성의 입자는 10-1000m2g-1 정도의 specific area를 가진다. 실제로 흡착제로써 널리 쓰이는 것에는 활성탄, 실리카겔(SiO2), Alumina(Al2O3), Zeolite 등이 있다.

1.2. 실험목적

이번 실험은 활성탄을 이용한 CuSO4의 흡착을 기둥형태의 장치를 이용하여 실시한다. 실험에서는 CuSO4 농도의 변화에 따른 흡착정도를 측정하여, 실험 결과를 Freundrich 등온식과 결부시켜 해석하여 본다.이 실험의 목적은 수용액으로부터 CuSO4의 활성탄에 흡착할 때의 프로인드리히의 흡착 등온식을 결정하는데 있다. 일정한 온도에서 실험을 함으로써 프로인드리히 흡착등온식의 상수 k, n을 결정할 수 있고, Langmuir의 흡착등온식도 결과로 확인할 수 있다.
이러한 흡착 상태는 온도, 농도, 흡착량으로 나타낼 수가 있다. 이러한 표현 중에서 가장 많이 이용되고 있는 것이 흡착 등온선이다.
2. 이론
2.1. 흡착
2.1.1. 흡착의 정의
고체 표면의 분자 또는 이온들은 다른 입자들과의 결합에 의해 안정되는 데 결합을 이루지 못한 표면이 있을 때에는 잉여력을 갖게 된다. 그래서…
2.1.2. 흡착과 유사한 현상
2.1.3. 흡착의 구분