자연과학 업로드 물리화학실험 - 등온 흡착 결과 Up HP

자연과학 업로드 물리화학실험 - 등온 흡착 결과 Up
 

1.INTRODUCTION

1. 실험목적

이 실험의 목적은 일정한 온도에서 유기산의 활성탄 표면에서의 흡착성질을 알아보기 위한 것이다.
2. 흡착 (adsorption)

흡착(adsorption)이란 기체상 또는 액체상인 어떤 물질들이, 그 상과 접촉하는 다른상(액체상 또는 고체상)과의 계면에서, 상의 내부와 다른 농도를 유지하면서 평형에 도달하는 현상을 말한다. 농도가 크게 될 때를 양성 흡착이라 하고 농도가 작게 될 때를 음성 흡착이라고 한다.
계면에서 용질의 과잉량을 흡착량이라고 하는데, 기체-액채의 계면에서의 용질 흡착일 때는 기브즈의 흡착식에 따라 농도에 의한 표면장력의 변화율에 지배된다. 표면장력을 실측하기 어려운 고체-액체나 고체-기체 계면에 대하여는 Freundlich의 흡착식, BET흡착 등온식등이 있다. 우리는 이 실험에서 Langmuir 흡착등온식을 이용했다.
고체표면의 흡착현상은 그 원인에 따라 화학흡착과 물리흡착으로 나눈다. 비균질계의 화학반응에서는 그 평형 또는 반응 속도가 흡착과 밀접한 관계를 가지고, 촉매작용을 흡착으로 돌리는 경우도 있다. 콜로이드 용액의 여러 가지 성질, 계면동전 현상 등도 가끔 흡착과 관련시켜 논의되는 경우가 있다. 목탄에 의한 탈취나 음료수의 거르기, 수탄(獸炭)에 의한 탈색 등은 모두 흡착 현상의 응용이다.

3. 흡착의 종류
(1)물리흡착 (physical adsorption)

분자나 원자들은 두 가지 방식으로 표면에 흡착한다. 물리흡착에서는 표면과 흡착질 사이에 van der waals 상호 작용 (예컨대 분산 또는 극성 상호 작용)이 미친다. 이 상호 작용은 장거리성이지만 약하며, 분자가 물리 흡착될 때 내놓는 에너지는 축 엔탈피와 같은 크기 정도이다. 이 에너지는 격자의 진동 에너지로 흡수된 다음 열로서 발산되며 울퉁불퉁한 표면 위로 튀던 분자는 그 운동 에너지를 잃고 표면에 들러붙게 된다. 이것을 적응 과정이라고 한다.
물리 흡착에서 나오는 열은 열용량을 미리 측정한 시료의 온도 상승을 측정해서 구할 수 있는데 대체적으로 약 -20 kj/mol 의 엔탈피 변화가 나타난다. 이 정도의 에너지로는 결합을 끊을 수가 없으며 따라서 물리흡착에서는 분자가 그 정체를 그대로 유지한다. 그러나 표면의 영향으로 이 분자가 신장되거나 굽혀질 수는 있다.
(2)화학흡착(chemical adsorption)

화학흡착에서는 흡착되는 분자가 표면과 화학 결합(보통으…(생략)
 

        
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