[글쓴이:] dev@agentsoft.co.kr

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Abstract
이번 실험은 물질에 따른 용해도 차이를 이해하고 이를 바탕으로 물질을 얻어내는 재결정과 분별결정실험이다. 실험은 80℃의 용액에 과 을 넣어 용액을 제조해주고 온도에 따른 용해도 차이를 이용하기 위해 20℃로 냉각시켜 여과지로 걸러내어 을 얻어냈다. 이후 을 우선적으로 걸러준 용액을 다시 용액의 부피가 1/4정도로 되도록 가열해주고 냉각과정을 거치지않고 40℃정도에서 걸러내어 을 얻어주는 분별결정과정을 거쳐주었다. 마지막으로 앞서 구한 을 다시 증류수에 녹여 더욱 순수한 을 얻어내도록 재결정하는 과정을 거쳐 을 구해주었다. 용액을 걸러 얻어준 물질은 오븐에서 완전히 건조시킨후 무게를 측정해주었다. 측정해준 실제 수득량과 온도에 따른 용해도표를 참고하여 구한 이론적 수득량을 이용해 수득률을 계산해주었다. 이 실험을 통해 온도에 따른 용해도 차이를 이용하여 혼합물로부터 물질을 분리해내는 방법을 이해하고 분별결정 방법과 재결정 방법의 차이를 실험을 통해 알 수 있었다. 실험은 분별결정과 재결정을 통해 고체에 함유되어 있던 불순물을 제거하고 얻어낸 물질의 수득률을 구해볼 수 있었다. 실제 구해준 수득률은 의 경우 84.96%의 경우 26.82%로의 경우 수득률이 좋지못했으며 이러한 결과를 낸 실험 오차를 예측해본 결과, 실험기구에 남아있던 시료들과, 온도조건을 유지하기 못했다는 점이 가장 큰 오차의 원인으로 예측하였다.

2. Experiment
실험에서 사용한 시약과 장치는 아래와 같다.
진공펌프의 경우 과을 구하기위해서 플라스크에 감압을 해주기 위해 사용해주는 장치이며, 냉각수조의 경우 용액을 냉각시켜 온도에 따른 물질의 용해도를 이용해 원하는 물질을 결정화시키기위해 사용한다.
뷰흐너깔때기의 경우 물질을 걸러내기 위해 여과지를 올려준 후 사용한다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Abstract
화학반응속도 실험은 반응물의 농도, 온도,정촉매의 영향을 고려하여 반응속도의 변화를 관찰하고 반응에 영향을 주는 요인을 이해하는 실험이다. 실험에서 화학 반응은 과산화수소()가 증류수와 정촉매인 아이오딘화 칼륨과 함께 반응하여 산소를 발생시키는 반응으로, 농도의 영향을 확인하기 위해 전체 용액의 부피를 30ml로 고정하였다. 증류수와 과산화수소()의 비율을 바꾸어가며 산소 반응 속도를 확인하였다. 온도의 영향을 확인하기 위해 항온조에 넣어, 실온보다 온도를 높여가며 산소가 발생하는 속도를 확인하였다. 촉매의 영향을 확인하기 위해 불균일 촉매인 이산화망간()을 추가로 넣어 산소가 발생하는 속도를 확인한다. 실험을 통해 얻은 산소 기체가 일정 부피만큼 발생하는데 걸린 시간과 몰수의 관계를 이용해 그래프를 그려 각 반응속도를 도식적으로 파악할 수 있다.

2. Experiment
실험에서 사용한 시약은 아래와 같다.
왼쪽부터 이산화망간(),과산화수소(),아이오딘화칼륨() 시약이다.
0.1M의 KI 시약을 제조하기 위해 1.66g의 KI를 측정해 시약을 제조해주었다.
실험 진행을 위해 아래와 같이 실험 기구를 설치해주었다.
기구를 설치할 때 주의해주었던 점은, 실험에서 과산화수소()가 분해되면서 산소기체가 발생하기 때문에 산소기체가 Mess-pipette에 잘모일 수 있도록, 실험 기구의 연결부위를 파라필름으로 여러번 감싸 기체가 최대한 새어나가지 않도록 해주었다. 또한, 물통과 기체 측정관의 수위를 같게 맞추어주었으며, 반응 플라스크의 높이를 맞추기 위해 스탠드를 사용해주었다.
실험노트에 적혀있는 조건에 맞춰 증류수,아이오딘화칼륨()을 넣고, 마지막으로 과산화수소()를 넣고 바로 플라스크의 뚜껑을 닫아 기체가 새어나가지 않도록 해준다. 과산화수소()가 들어간 이후 반응이 일어나 시약의 색상이 연노란색으로 변하는 것을 육안으로 확인할 수 있다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion

본문내용

1. Abstract
이번 실험은 직접 이중관 열교환기를 이용하여 고온의 유체와 저온의 유체를 흘려 두 유체의 열교환을 시키는 실험이다. 직접 향류와 병류 두가지 방식으로 열교환기 흐름 방향을 조절하여 그에 따른 열교환기의 입출구의 온도를 확인한다. 실험으로 얻어준 입출구 온도를 가지고 향류와 병류에 따른 방식에따른 고온유체와 저온 유체의 열전달량과 대수 평균 온도차를 계산해볼 수 있다. 그리고 최종적으로 총괄 열전달 계수를 계산하여 향류와 병류의 열교환 흐름의 효율을 이해할 수 있으며, 이중관 열교환기의 작동 방법을 이해할 수 있다.

2. Experiment
이번 실험에서 사용해준 시약은 오직 물이며, 실험 기구는 이중관 열교환기이다.
실험에서 사용해준 이중관 열교환기는 아래와 같다.

실험을 진행하기 위해서 이중관열교환기에 물을 채워주어 고온의 유체가 흐를 수 있도록 해야한다.

열교환기의 온수온도조절을 통해 고온유체의 설정온도를 맞춰준다. 우리는 실험에서 고온 유체의 온도를 60℃정도로 맞추어주었다. 동시에 저온의 유체를 흘려보내주면 실험을 진행하기 위한 준비가 끝난다.

이후 이중관 열교환기 전원버틀을 눌러 작동 시켜주면 유체가 흐르면서 유체온도 측정이 시작되므로 향류와 병류 흐름 밸브를 조절하여 향류흐름과 병류 흐름을 만들어준다.
아래는 향류와 병류 흐름 밸브 설정시 밸브의 형태이다.

그리고, 유량 조절 밸브를 이용하여 유체 유량을 조절해준다. 고온 유체의 유량은 6LPM으로 고정해주었으며, 저온 유체의 유량은 5,7,9,11LPM으로 유량을 바꿔가며 그에 따른 입출구 온도의 변화를 확인해 기록해주었다. 이는 향류와 병류에서 흐름 둘다 동일한 과정으로 진행해주었다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
이중관 열교환기실험을 통해 이중관 열교환기의 구조와 향류 및 병류흐름,열전달방법을 이해할 수 있다. 또한 향류 및 병류흐름에 따른 열교환특성과 효율을 알아보고, 총괄 열전달계수를 구하여 열교환 실험과 열수지식을 이해할 수 있다. 따라서 이중관 열교환기에서 응축증기와 액체,냉온액체의 상호간에 일어나는 열교환특성을 이해할 수 있다.

2. 바탕 이론
(1)열교환기
열교환기란, 두 개또는 그 이상의 유체 사이에서 열을 교환할 수 있게 고안한 장치를 말하며 유체의 냉각또는 유체의 온도를 높이는 난방의 목적으로 서로 다른 유체의 열을 교환하는데 사용된다. 열교환기에서 유체에 열을 주는 매체를 열매, 열을 뻇는데 사용되는 매체를 냉매라고 부르며 대표적으로 열교환기가 사용되는 곳은 냉장고,에어컨 등이 있다. 열교환기를 열의 전달 방식과 사용목적, 구조에 따라 다르게 분류된다.

<열전달 방식에 따른 분류>
①표면식 열교환기:벽에 의해 분리된 공간에 다른 온도의 유체의 열전도와 유체 대류를 이용해 열교환하는 방식의 열교환기이다.
②축열식 열교환기:열을 저장하는 매체인 고체의 축열제를 고온의 유체와 접촉시켜 열을 흡수시킨후 저온의 유체와 접촉시켜 저온의 유체에 열을 전달하는 방식의 열교환기이다.
③액체 연결 간접식 열교환기:표면식 열교환기 2개에 열매체를 순환시키는 열교환기이다.
④직접 접촉식 열교환기:2가지 유체를 직접 접촉시켜 열을 교환하는 방식의 열교환기이다.

<기하학적형태에 따른 분류>
①원통다관식열교환기:가장 널리 이용되는 열교환기로 폭넓은 범위의 열전달량을 얻을 수 있어 적용범위가 매우 넓다.
②이중관식 열교환기:외관 속 전열관을 동심원 상태로 삽입해 전열관내 및 외관 동체의 환상부에 각각 유체를 흘려 열교환시키는 방식의 열교환기이다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
실험을 통해 서로 다른 재질의 금속봉에서 열 유동 방향을 바탕으로 온도 구배, 열 전달량을 측정하여 온도 구배에 따른 금속의 열전도계수를 구할 수 있다. 이를 통해 열전도 및 확장된 표면 (Fin)에서의 열전달의 개념을 이해할 수 있다. 금속 주변에 대류가 일어나지 않는 자연 대류 상황과 대류가 일어나는 강제 대류의 차이를 이해하고, 강제 대류가 발생할 때 유체의 레이놀즈 수와 열전달 계수의 관계를 이해한다.

2. 바탕 이론
(1)열전달
열전달이란, 두 물질 사이의 온도 차이로 인해 열이 에너지의 형태로 이동하는 현상을 말한다. 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하며, 두 물체의 온도가 같아지게되면, 더 이상 열이 이동하지않는다. 이러한 상태를 평형이라고 한다.
열이 전달되는 경로는 크게 3가지로, 전도(Conduction), 대류(Convention), 복사(Radiation)이다.

Figure1.전도,대류,복사

(2)전도
전도(Conduction)는 정지상태의 고체 물체에서 위치의 변화 없이 온도차에 의해서만 열이 전달되는 현상을 말한다.
전도는 고체, 액체, 기체에서 모두 일어나며, 기체와 액체에서의 전도는 분자들의 불규칙적인 운동과정중 이들의 충돌과 확산으로 인해 발생한다. 고체의 경우 격자 모형 내부의 분자에 의한 진동과 자유전자에 의한 에너지 전달로 인해 나타나며, 전도는 주로 고체에서 많이 나타나게된다.
매질을 통해 전도되는 열의 전도율은 매질의 기하학적인 형상, 두께,재질,매질에서의 온도차에 따라 다르게 나타난다.
Fourier’s law은 전도되는 열량은 접촉한 단면적의 크기에 비례하고 거리에 반비례한다는 전도 법칙으로,아래와 같이 두께가 ,표면적이 인 평면벽이 정상상태이고, 열전도상황이라고 가정하였을 때, 벽면에서 나타나는 온도차는 이다. 따라서, 온도가 선형적으로 변화하는 경우에 온도 구배는 다음과 같다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 상(Phase)
(2) 상평형(phase equillbrium)
(3) 상평형도(phase diagram)
(4) 깁스의 상규칙(Gibbs’s phase rule)
(5) 삼각도(Ternary diagram)

3. 실험 기기 및 시약
(1) 실험기기
(2) 실험시약

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
이번실험은 삼각도를 이용한 상평형도로 3성분계에 있어 상평형도를 이해하고, 임의의 조성에 해당하는 액체의 3성분계를 삼각도(tertiary diagram)상에 배열할 수 있고, 1상 영역과 2상 영역을 구분하여 상경계도를 찾을 수 있도록 하는 능력을 기를 수 있다.

2. 바탕 이론
(1)상(Phase)
상이란, 어떤 물질이 어느 부분이든 물리적,화학적으로 같은 성질을 나타낼 때를 말한다. 상은 기체상,액체상,고체상이 존재하며, 하나의 상으로 이루어지는 균일계와 2개이상의 상으로 이루어진 불균일계로 나뉜다.

(2)상평형(phase equillbrium)
상평형이란, 2개이상의 상이 공존하면서 열역학저긍로 평형상태를 이루는 것을 말한다.
이때, 각 성분의 화학퍼텐셜이 모두 같으며 깁스의 상규칙이 성립하게된다.
순물질에서 상평형과 여러 물질로 이루어진 계의 상평형은 다른 규칙이 적용되며, 상평형은 온도와 압력을 변화시킬 때 얻을 수 있다.

(3)상평형도(phase diagram)
상평형도는 열역학적으로 안정한 상이나 평형상태로 공존하는 상이 존재하는 조건인 온도,압력,밀도등을 표시하는 도표로 일반적으로 순수한 물질의 경우 온도와 압력을 변수로 두어 물질을 상태를 표시한다.
단일성분계에서의 영역들 사이 경계선은 두상이 평형을 이루며 공존하고 있는 선을 나타낸다. 아래는 물의 상평형도이다.

용해곡선은 고체와 액체상이 평형을 이루고 있는 선이고, 승화곡선은 고체와 기체가 평형을 이루고 있는 선이다. 이렇게 두 상이 평형을 이루고 있는 선에서는 자유도가 2이며 자유도에 대한 내용은 아래에서 다룬다. 삼중점은 고체,액체,기체 3가지 상이 존재하면서 평형을 이루는 점을 말한다. 이점은 물제의 고유한 지점으로 자유도가 0이다. 또한 임계점을 벗어나는 영역을 초임계영역이라고 부르며 이영역에서은 액체와 기체상을 구분깃지 어렵게된다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion

본문내용

1. Abstract
열전달 실험은 종류가 다른 금속 시편을 160℃로 가열한 Heat plate위에 수직으로 두고, 자연대류조건, 선풍기로 인한 강제대류 조건에서 실험을 진행해 Thermo gun을 이용해 금속 시편의 3cm 간격으로 표시된 각 지점의 온도를 측정해주는 실험이다. 온도를 측정해 얻은 값과 물성치를 가지고, Fin의 열 전달 계수와 효율, 유효도를 계산해보고 종류가 다른 금속 시편중에 열전달이 효율적인 금속을 순서대로 구분해보았다. 실험은 실험 노트에 주어져있었던 25cm 금속시편을 사용하지못해 15cm금속 시편 4가지의 온도를 측정해주었으며, 서멀 그리스(Thermal grease)를 시편 밑에 발라 Heat Plate에 고정시켜주고 일정시간이 지난이후, Thermo gun을 사용해 금속 시편에 표시해두었던 지점의 온도를 측정해 결과값을 기록해주었다. 실험을 통해 얻어준 온도 측정값과 금속시편의 길이, 직경,실험실의 온도조건과 선풍기의 단수 별 세기등의 추가적인 실험 값을 가지고 열전달률을 구해주었다. 또한 Fin효율과 유효도값을 구해줄 수 있었다. 실험을 통해서 열전도도가 큰 구리, 알루미늄, 황동, 철 순서대로 열전달률이 커짐을 알 수 있었다.

2. Experiment
이번 실험에서 사용된 기구와 금속 시편은 아래와 같다.
왼쪽부터 종류가 다른 금속 시편(구리, 알루미늄, 황동. 철), 선풍기, Heat Plate이다.
실험 노트에서는 금속 시편은 스테인리스 SUS304, 알루미늄, 구리를 사용하라고 되어 있었으며,Thermo gun을 이용해 금속의 온도를 각각의 위치0cm, 5cm, 10cm, 15cm, 20cm, 25cm에서 측정하라고 제시되어 있었다. 하지만, 실제 실험실에서 주어져 있었던 금속 시편은 20cm 금속 시편과 15cm 금속 시편이 있었기 때문에 실험 노트에 주어져 있었던 25cm의 금속 시편을 측정하기 어려울 것이라 판단해 15cm 금속 시편 4가지 종류의 온도를 측정해주었다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. Abstract

2. Experiment
(1) Acetone-증류수 계에 있어서의 상호 용해도의 측정
(2) Acetone-Toluene 계에 있어서의 상호 용해도의 측정

3. Result & Discussion

4. Conclusion

본문내용

1. Abstract
삼각도를 이용한 상평형도 실험은 3성분계의 상평형을 이해하고 삼각도를 활용해 상펴형도에 상경계도를 그리는 실험이다. 실험은 크게 2가지로 분류되어 아세톤과 증류수 용액에 톨루엔을 적정하여 진행하는 실험과 아세톤-톨루엔 용액에 증류수를 적정하여 진행하는 실험으로 나뉘어 진행되었다. 실험을 통해 임의의 조성의 액체의 성분계를 삼각도상에 배열할 수 있으며, 1상 2상영역을 구분하는 상경계도를 찾을 수 있다. 실험에서 정확도를 높이기 위해 마이크로 피펫을 이용하여 매우 작은 부피로 적정을 진행해주었다.

2. Experiment
실험에서는 아세톤(Acetone, C _{3} H _{6} O),톨루엔(Toluene, C _{7} H _{8}),증류수(Distilled water H _{2} O) 3가지 시약이 필요하며 아래는 사용해 준 시약이다.

(1)Acetone-증류수 계에 있어서의 상호 용해도의 측정

먼저, Acetone-증류수 계에 있어서의 상호 용해도 측정을 위해 아세톤의 농다가 10%,25%,40%,60%인 수용액을 준비해 20g씩 conical tube에 담기 위해 용액의 부피로 환산해줄 필요가 있다. 따라서 용액의 밀도를 고려하여 계산을 해주어야한다.
이때, 실험실의 온도는 25℃로 두고 온도에 따른 시약의 밀도는 Table1.에 명시해두었다.

<중 략>

실험 과정은 Acetone-증류수 계에 있어서의 상호 용해도의 측정과 동일하며, 단 혼합용액이 Acetone-Toluene이며 적정에 사용된 용액이 증류수이다.

두 실험에서 구해준 적정량을 이용하여 적정지점에서의 질량 조성을 구하고 삼각도상에 도시하고, 상경계도를 그려줄 수 있다.

3. Result & Discussion
Acetone-증류수 계에서 구한 적정량 값을 이용하여 전체 용액에서 각 용액이 차지하는 질량 분포와 질량 조성을 계산할 수 있다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 증류(Distillation)
(2) 단증류(Simple distillation)
(3) 돌턴의 법칙(Dalton’s Law)
(4) 증기압(vapor pressure)
(5) 라울의 법칙(Raoult’s Law)
(6) Rayleigh Equation
(7) 휘발도&비휘발도

3. 실험 기기 및 시약
(1) 실험기기
(2) 실험시약

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
단증류 실험의 목적은 단증류 실험장치의 조작법을 이해하고 이성분계 단증류 실험을통해 시간에 따른 유출액의 조성 측정과 회분조작으로 단증류의 원리를 이해할 수 있다. 또한, 실험을 통해 얻어지는 값은 Rayleigh식의 값과 비교를 통해 분석해볼 수 있다

2. 바탕 이론

(1)증류(Distillation)
끓는점 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법으로, 액체,혼합물을 증류를 통해 순수한 액체 물질로 얻을 수 있고, 액체 물질의 순도를 조절할 수 있다.
증류는 장치와 가열 방법에 따라 가열 증류,분별증류, 감압증류, 증기증류 등으로 나눌 수 있으며, 단순증류는 말 그대로 액체를 기화하였다가 냉각기에 넣어 응축시키는 과정을 반복하는 증류 방법이다. 두 종류 이상의 액체 혼합물인 경우에는 분별 증류기를 이용하여 액체마다 가지는 다른 끓는점을 이용하여 고순도의 액체 혼합물을 얻어내는 방법이다. 분자 간의 인력이 강한 화합물들은 끓는 점이 매우 높기 때문에 단순증류나 분별증류만을 이용하기 어려워 압력을 낮추어 끓는점을 낮춘 후 증류해주는 방법을 감압증류라고 한다.
실험에서 증류를 위해 사용하는 장치는 Figure1과 같다. 둥근 플라스크 안쪽에 용액을 넣고 알코올 램프를 이용하여 가열해준다. 액체가 가열되어 끓는점에 도달하면 기체로 기화되고, 플라스크 안의 기체가 많아지면, 기화된 물질이 이동하여 리비히 냉각기 속의 관을 지나게 된다. 냉각기내부에는 계속해서 차가운 물이 흐르고 있기 때문에 가열되어 올라온 뜨거운 기체와 차가운 물이 냉각기 유리관벽 을 기준으로 열교환이 일어나게 된다. 여기서 뜨거웠던 기체의 온도가 열교환으로 인해 내려가, 다시 차가워지고 액화가 일어나며 액화된 액체는 관을 지나 삼각 플라스크로 모이게 된다.
실험에 있어서 가장 주의해야 할 부분은 리비히 냉각기에 물을 넣어주는 방향이다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion

본문내용

1. Abstract
이번 실험은 단증류 실험으로 단증류 실험장치의 조작과 실험방법을 이해하고, 20wt%, 40wt%의 에탄올 수용액을 이용해 단증류 실험을 하고 그 유출액과 잔류액의 양을 구해 실험 결과를 바탕으로 Rayleigh식으로 구한 이론적 값과 오차율을 계산해볼 수 있다. 20wt%, 40wt%의 에탄올 수용액을 제조하여 가지달린 플라스크내에 수용액을 넣고 가열해주면 80℃를넘기면서 에탄올이 기화되고 기화된 에탄올은 냉각수를 지나면서 다시 응축되고 액체상태가 된다. 이렇게 얻어준 유출액과 플라스크에 남아 있는 잔류액의 질량을 측정해주는 것이다. 측정해준 값을 이용하여 에탄올의 조성과 비휘발도,실험값과 이론값의 비교를 통한 오차율등을 구해줄 수 있었다. 실제 실험을 통해 얻은 결과값은 이상적으로 나오지않았다. 이는 실험과정에서 파라필름이 녹으면서 에탄올이 손실되는 문제가 가장 큰 오차원인으로 생각되었다. 따라서 단증류실험에서 실험오차를 줄이기 위해서는 실험장치의 연결부에 파라필름을 잘 감아 에탄올의 손실을 줄이는 것이 가장 중요하다고 보았다.

2. Experiment
이번 실험에서 사용한 시약과 기구는 에탄올시약, 증류플라스크,Heating mantle,리비히 냉각기, 온도계, 비등석, 비중병등이다.

20wt%, 40wt 수용액을 만들기 위해 실험실의 온도는 20℃로 가정하였다. 온도에 따른 물과 에탄올의 밀도표를 참고해 찾은 20℃에서 물의 밀도는 0.99823g/ml이며, 에탄올의 밀도는 0.96864g/ml이다. 실험에서 사용해준 에탄올의 용액은 94.5wt%이고, 실험에서 사용할 수용액은 300ml제조해주었다. 따라서 20wt%, 40wt 수용액에 필요한 에탄올과 증류수의 양은 아래와 같이 계산할 수 있다.

출처 : 해피캠퍼스