화공실1 막분리 결과보고서

1. 실험 제목: 막 분리 실험
2. 실험 목적
① 에너지 소비가 적은 역삼투막을 이용하여 무기물 (NaCl, CaCl2 등)을 분리하여 농도, 온도, 압력에 따른 분리공정을 이해한다.
② Pusch 모델을 이해하고 실험에서 도출된 결과를 Pusch 모델에 적용한다
3. 실험 이론
1) 막(membrane) : 막은 두 개의 삼차원 균일 상을 분리시키고 있는 상(Phase)으로, 상의 물리화학적 성질에 의해 물질 및 에너지의 교환 속도가 좌우되는 제3의 상이다. 막은 모든 이동현상의 저항이 총 집중되어 있는 상을 말하며, 그 저항은 물질에 따라 선택적으로 다르다. 그러므로 물질에 따라 막을 통한 이동속도가 다르며, 이로 인해 물질의 분리가 일어난다. 그리고 이렇게 혼합물을 막의 물리화학적 특성을 이용하여 분자상태의 물질을 분리시키는 분리방법을 막분리라고 한다.
이러한 막분리 공정은 분리하고자 하는 물질의 크기, 형상, 분자량 그리고 극성 등의 물리/화 학적 특성들과 함께 분리공정의 조업조건(온도, 압력 및 화학적/생물학적 환경)에 따라 활용할 수 있는 공정과 종류가 달라지게 된다.

2) 삼투현상 : 묽은 용액과 진한용액이 반투과성막을 사이에 두고 있을 때, 농도가 더 진한 쪽으로 용매가 이동하는 현상, 이때 발생하는 압력의 크기를 삼투압이라고 한다. 일반적으로 물이 용매인데, 물의 농도가 높은쪽에서 낮은쪽으로 이동하는 현상이다.

3) 역삼투현상 : 삼투압 보다 높은 압력을 가할 때, 용액으로부터 순수한 용매가 반투막을 통해 빠져나오는 현상으로써, 해수에서 담수화에 사용이 된다.
(해수에 높은 압력을 가하게 되면 해수에서 물만 빠져나가며 담수를 얻을 수 있음)

4) 역삼투공정 : 역 삼투 현상을 이용하여 물질을 분리하는 공정. (막 소재의 물리/화학적 특성, 분리 대상물질의 물리/화학적 특성, 압력 차를 추진력으로 하는 세가지 요소의 조합에 의해 만들어진다.)