[유기화학실험] Ethanol from Korean Rice Wine – Filtration and Distilation (예비)

1) 실험 목적
① 물-에탄올 혼합용액을 효율적으로 증류하는 법을 배우고, 증류를 통한 분
류의 한계를 이해한다.
② 분별증류의 원리를 이해할 수 있다.
③ Simple Distillation 장비를 올바르게 사용할 수 있다.

2) 이론 및 원칙
① Filtration
유동성이 있는 고체-액체혼합물을 다공성 여과재를 지나게 하여, 고체는
여과재의 표면이나 내부에 퇴적시키고, 액체는 투과시켜 양자를 분리시
키는 기계조작이다.
② 단순증류
액체왿� 고체의 혼합물을 분리하려고 할 때 주로 사용하는 방법으로, 얻
고자 하는 대상물에 따라 액체의 경우 아래왿� 같은 증류 실험장치를 사
용하여 증류∙응결과정을 통해 얻어내며, 액체에 녹은 고체를 얻고자 할
때는 리비히 냉각기 등을 사용하지 않고 혼합물을 가열하여 플라스크 내
의 혼합물에서 액체를 전부 증발시켜 얻는다.
단, 리비히 냉각기를 사용할 때는 아래 그림과 같이 낮은 위치에서 높은
위치로 물이 이동하도록 실험 장치를 설계한다.
③ 분별증류
분별증류란 액체왿� 액체의 혼합물을 분리할 때 주로 사용하는 방법으로
혼합물 각각의 끓는점 차이를 이용하여 증발∙냉각시켜 서로 다른 물질의
혼합물을 분리해 내는 방법이다.
④ 라울의 법칙(Raoult`s law)
라울이 순수한 용매의 증기압력과 이상용액(용매에 용질이 혼합될 때 에
너지 변화가 거의 없는 용액; 보통 용액의 농도가 1M농도 이하일 때 이
상용액에 가까움)의 증기압력과의 관계를 밝힌 법칙이다.
`용액의 증기압력(PA)은 순수한 용매의 증기압력(PA°)에 용매의 몰분율
(XA)을 곱한 값과 같다.`
PA = PA° × XA
만약 용질이 비휘발성이라면 용액의 전체 증기압력은 PA 가 된다. 비이상
용액에서 라울의 법칙은 일반적으로 묽은 용액에서 잘 적용이 된다. 용매왿�
용질이 둘 다 휘발성이라면 용액의 증기압력은 용매의 증기압력과 용질의
증기압력을 합한 값과 같다.