헥산-트리에틸아민계의 기-액 상평형 예

1. 문제 설정

여기서는 앞 절에서 언급된 Raoult의 법칙을 이해하기 위한 예를 들고자 한다. 이상혼합물의 성질을 가장 비슷하게 보여주는 경우로서 헥산-트리에틸아민계의 기-액 평형을 온도 60℃에서 생각해 보자.

이 온도에서 헥산과 트리에틸아민계의 증기압은 각각 0.7583 bar와 0.3845 bar이며, 이 정도의 저압에서는 포화상태 및 증기상에 대한 퓨개시티 계수를 모두 무시할 수 있다.

2. 각 조성에 대한 평형압력과 증기상의 몰분율 계산

Raoult의 법칙을 이용하여 각 조성에 대해서 평형압력을 구하는 식은 다음과 같이 표현된다.

(1)

식(1)을 이용하면 증기상의 몰분율을 다음과 같이 계산할 수 있다.

(2)

식(1)과 (2)를 사용하여 계산하면 다음과 같은 표를 얻을 수 있다.

		P					P
0.00	1.00	0.3843	0.0000	1.0000	0.51	0.49	0.5727	0.6712	0.3288
0.01	0.99	0.3880	0.0194	0.9806	0.52	0.48	0.5764	0.6800	0.3200
0.02	0.98	0.3917	0.0385	0.9615	0.53	0.47	0.5801	0.6887	0.3113
0.03	0.97	0.3954	0.0572	0.9428	0.54	0.46	0.5838	0.6972	0.3028
0.04	0.96	0.3991	0.0756	0.9244	0.55	0.45	0.5875	0.7057	0.2943
0.05	0.95	0.4028	0.0936	0.9064	0.56	0.44	0.5912	0.7140	0.2860
0.06	0.94	0.4065	0.1113	0.8887	0.57	0.43	0.5949	0.7222	0.2778
0.07	0.93	0.4102	0.1286	0.8714	0.58	0.42	0.5986	0.7304	0.2696
0.08	0.92	0.4139	0.1457	0.8543	0.59	0.41	0.6023	0.7384	0.2616
0.09	0.91	0.4176	0.1625	0.8375	0.60	0.40	0.6060	0.7463	0.2537
0.10	0.90	0.4213	0.1789	0.8211	0.61	0.39	0.6097	0.7542	0.2458
0.11	0.89	0.4249	0.1951	0.8049	0.62	0.38	0.6134	0.7619	0.2381
0.12	0.88	0.4286	0.2110	0.7890	0.63	0.37	0.6171	0.7696	0.2304
0.13	0.87	0.4323	0.2267	0.7733	0.64	0.36	0.6208	0.7771	0.2229
0.14	0.86	0.4360	0.2420	0.7580	0.65	0.35	0.6245	0.7846	0.2154
0.15	0.85	0.4397	0.2571	0.7429	0.66	0.34	0.6282	0.7920	0.2080
0.16	0.84	0.4434	0.2720	0.7280	0.67	0.33	0.6319	0.7993	0.2007
0.17	0.83	0.4471	0.2866	0.7134	0.68	0.32	0.6356	0.8065	0.1935
0.18	0.82	0.4508	0.3010	0.6990	0.69	0.31	0.6393	0.8136	0.1864
0.19	0.81	0.4545	0.3151	0.6849	0.70	0.30	0.6430	0.8207	0.1793
0.20	0.80	0.4582	0.3290	0.6710	0.71	0.29	0.6466	0.8277	0.1723
0.21	0.79	0.4619	0.3427	0.6573	0.72	0.28	0.6503	0.8345	0.1655
0.22	0.78	0.4656	0.3562	0.6438	0.73	0.27	0.6540	0.8414	0.1586
0.23	0.77	0.4693	0.3694	0.6306	0.74	0.26	0.6577	0.8481	0.1519
0.24	0.76	0.4730	0.3825	0.6175	0.75	0.25	0.6614	0.8547	0.1453
0.25	0.75	0.4767	0.3953	0.6047	0.76	0.24	0.6651	0.8613	0.1387
0.26	0.74	0.4804	0.4080	0.5920	0.77	0.23	0.6688	0.8678	0.1322
0.27	0.73	0.4841	0.4205	0.5795	0.78	0.22	0.6725	0.8743	0.1257
0.28	0.72	0.4878	0.4327	0.5673	0.79	0.21	0.6762	0.8807	0.1193
0.29	0.71	0.4915	0.4448	0.5552	0.80	0.20	0.6799	0.8870	0.1130
0.30	0.70	0.4952	0.4567	0.5433	0.81	0.19	0.6836	0.8932	0.1068
0.31	0.69	0.4988	0.4684	0.5316	0.82	0.18	0.6873	0.8994	0.1006
0.32	0.68	0.5025	0.4800	0.5200	0.83	0.17	0.6910	0.9055	0.0945
0.33	0.67	0.5062	0.4914	0.5086	0.84	0.16	0.6947	0.9115	0.0885
0.34	0.66	0.5099	0.5026	0.4974	0.85	0.15	0.6984	0.9175	0.0825
0.35	0.65	0.5136	0.5137	0.4863	0.86	0.14	0.7021	0.9234	0.0766
0.36	0.64	0.5173	0.5246	0.4754	0.87	0.13	0.7058	0.9292	0.0708
0.37	0.63	0.5210	0.5353	0.4647	0.88	0.12	0.7095	0.9350	0.0650
0.38	0.62	0.5247	0.5459	0.4541	0.89	0.11	0.7132	0.9407	0.0593
0.39	0.61	0.5284	0.5564	0.4436	0.90	0.10	0.7169	0.9464	0.0536
0.40	0.60	0.5321	0.5667	0.4333	0.91	0.09	0.7205	0.9520	0.0480
0.41	0.59	0.5358	0.5768	0.4232	0.92	0.08	0.7242	0.9575	0.0425
0.42	0.58	0.5395	0.5868	0.4132	0.93	0.07	0.7279	0.9630	0.0370
0.43	0.57	0.5432	0.5967	0.4033	0.94	0.06	0.7316	0.9685	0.0315
0.44	0.56	0.5469	0.6065	0.3935	0.95	0.05	0.7353	0.9739	0.0261
0.45	0.55	0.5506	0.6161	0.3839	0.96	0.04	0.7390	0.9792	0.0208
0.46	0.54	0.5543	0.6256	0.3744	0.97	0.03	0.7427	0.9845	0.0155
0.47	0.53	0.5580	0.6350	0.3650	0.98	0.02	0.7464	0.9897	0.0103
0.48	0.52	0.5617	0.6442	0.3558	0.99	0.01	0.7501	0.9949	0.0051
0.49	0.51	0.5654	0.6533	0.3467	1.00	0.00	0.7538	1.0000	0.0000
0.50	0.50	0.5691	0.6623	0.3377

이 데이터를 이용하여 액체상의 조성과 기체상의 조성을 그래프로 표시하면 다음과 같다. 이 그래프는 온도 60℃에서 헥산과 트리에틸아민계의 기-액 평형조성에 대한 선도를 나타낸다고 말할 수 있다.

기-액 평형 데이터를 수록하는 다른 방법으로, 등온상(60℃)에서 평형압력(P)와 두 상에 대한 조성을 함께 표시하는 것이다. 이 결과를 다음 그래프로 나타내었다.

| 복영근(Pock. young-keun) | www.peaceone.net | dreamer@peaceone.net |

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