[화공실험]막분리 실험 예비레포트

Ⅰ. 서론 실험 개요 용매는 투과할 수 있고 용질은 거의 투과하지 못하는 막을 사이에 두고 농도가 다른 두 혼합용액을 갈라놓으면 농도가 낮은 용액으로부터 농도가 높은 용액으로 용매가 확산된다. 이 현상을 삼투라 한다. 농도가 진한 용액 측에 삼투압보다 더 높은 압력을 가하면 용매가 진한 용액으로부터 묽은 용액 쪽으로 확산하게 되는데 이 현상을 역삼투(reverse osmosis)라 한다. 본 실험에서는 역삼투막을 이용한 무기물(또는) 분리 실험을 행하여 용액의 농도, 온도 및 압력이 배제율과 투과속도에 미치는 영향을 알아본다. Ⅱ. 이론 2.1 실험이론 역삼투법은 주로 묽은 수용액으로부터 순수한 물을 제조하는데 이용되지만 유기용매의 정제에도 이용된다. 역삼투의 주된 장점은 상온에서 분리할 수 있고 상변화가 일어나지 않으므로 다량의 에너지 공급이나 제거가 필요 없다는 것이다. 역삼투막에서 물과 용질의 투과는 용해 확산 메카니즘에 의해 일어나는 것으로 알려져 있으며 물의 단위면적당 투과속도는 압력차 에서 공급물과 생성물의 삼투압차 를 뺀 값에 비례한다. (1) 여기서 : 막에서 확산계수 : 물의 평균 농도, [g/] : 물의 부분 몰부피 z: 막의 두께 R: 기체 상수 T: 절대온도 용질의 투과속도는 용액의 농도 차이, 확산계수 및 용해도계수에 비례하는 것으로 가정한다. (2) 여기서 : 막에서의 용질의 확산계수 : 용질의 분배계수 : 용질의 투과도 : 공급액에서 용질의 농도 : 투과액에서 용질의 농도 위의 두 식에서 보면 물의 투과속도는 압력차 에 따라 증가하며 염의 투과속도는 에 의존하지 않기 때문에 선택도 또한 증가한다. 역삼투막의 분리 효율은 보통 투과속도와 염의 배제율로 나타낸다. 배제율은 다음과 같이 정의한다. (3) 공급액의 농축도는 다음과 같다. (4) 여기서 : 원료 용액에서 용질의 농도 : 투과액에서 용질의 농도 용질에 대한 용매의 투과속도 비는 막의 두께와 무관…
용질에 대한 …