[화학공학]단��류씄험

1.제�� : 단��류 농도 측정
2.실험 목적
1) 유리제 단��류 장치를 사용하여 methanol-hydrogen의 단��류 실험을
행하고, 단��류의 의의를 이해한다.
2) 실험결과를 Payleigh 식으로의 계산치왿� 비교해 본다.

3.실험 이론
일정량의 혼합물을 증류기에 넣고, 열을 가해 비등시켜 발생하는 증기를 응축기로 냉각시켜 유출액을 얻는 증류방법을 단��류(simple distillation), 또는 미분증류(differential distillation)라 한다.
이 때 혼합물 중의 휘발성 물질이 증발함에 따라 증류기에 남아 있는 용액의 양과 조성은 계속 변화하는데 이론적으로는 이들 관계를 다음과 같이 구할 수 있다.
단��류를 시작한 후의 어떤 순간에 증류기 내의 액량을 W[kg-mol], 저비점 성분의 몰분율을 x라 하면 증류기 내에는 (W)(x)의 저비점 성분이 있게 된다. 이 때 액과 평형상태에 있는 증기 중의 저비점 성분의 물분율을 y라고 하자. dW 만큼 증류되었다고 하면 유출액 중의 저비점 성분의 양은 (y)(dW)이며, 증류기 내에 남은 액량은 (W - dW) [kg-mol]이며, 이것의 몰분율은 (x - dx)가 되므로 증류기 내에 남은 저비점 성분의 양은 (W - dW) (x - dx) [kg-mol]이된다. 따라서 총괄 물질수지식은 식 (1)과 같다.
(W) (x) = (y)(dW) + (W - dW) (x - dx) ---------(1)
식 (1)에서 2차 미분항을 무시하고 정리하면 식 (2)왿� 같이 나타낼 수 있다.
----------------- (2)
최초의 증발기내 액량 W1으로부터 단��류 후의 증발기내 액량 W2, 이에 따른 액의 조성변화 x1으로부터 x2까지 적분하면 식 (3)과 같다
---------------- (3)
식 (3)을 Rayleigh 식이라 한다.
여기서 원료에 대한 유출액량의 비를 유출률 β라 하면 식 (4)왿� 같이 정의된다.