Winkelmann 방법을 사용한 아세톤의 가스 확산 계수
Winkelmann 방법은 다른 가스에서 가스의 확산 계수를 결정하는 전형적인 기술입니다. 그것은 정상 상태 확산의 원리에 의존한다 다공성 물질을 통해. 다음은 이론의 고장입니다.
1. 설정 :
* 다공성 물질 : 다공성 물질 (예를 들어, glazed porcelain)으로 채워진 튜브 또는 세포가 사용된다.
* 가스 혼합물 : 다공성 물질은 첫 번째 가스 (예 :공기)로 포화됩니다. 그런 다음 다른 가스 (예 :아세톤 증기)가 튜브의 한쪽에 도입됩니다.
* 정상 상태 확산 : 확산 공정은 정상 상태에 도달 할 수 있으며, 이는 다공성 물질의 농도 구배가 일정하게 유지됩니다.
2. 측정 :
* 가스 농도 : 다공성 물질의 두 끝에서 확산 가스 (아세톤)의 농도가 측정된다. 이것은 가스 크로마토 그래피 또는 화학 분석과 같은 다양한 기술을 사용하여 수행 할 수 있습니다.
* 시간 : 정상 상태에 도달하는 데 걸리는 시간도 기록됩니다.
3. 방정식 :
공기 중 아세톤의 확산 계수 (d)는 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
```
d =(l^2 * ln (c1 / c2)) / (2 * t)
```
어디:
* d : 확산 계수 (cm²/s)
* l : 다공성 물질의 길이 (cm)
* c1 : 입구에서 아세톤 농도 (G/CM³)
* c2 : 출구에서 아세톤 농도 (G/CM³)
* t : 정상 상태에 도달 할 시간
4. 가정 :
* 정상 상태 : 측정을 수행하기 전에 확산 과정이 정상 상태에 도달해야합니다.
* 일정한 온도 : 실험은 일정한 온도에서 수행됩니다.
* 이상적인 가스 행동 : 관련된 가스는 이상적으로 행동합니다.
* 무시할만한 저항 : 다공성 물질의 가스 흐름에 대한 저항은 확산에 대한 저항에 비해 무시할 수있다.
5. 장점 :
* 단순하고 저렴한 : 이 방법에는 비교적 간단한 장비와 재료가 필요합니다.
* 정확한 : 이 방법은 확산 계수의 정확한 측정을 제공 할 수 있습니다.
* 다목적 : 이 방법은 다양한 가스 쌍에 적용될 수 있습니다.
6. 단점 :
* 시간 소모 : 정상 상태에 도달하는 데 상당한 시간이 걸릴 수 있습니다.
* 교정 : 측정 기기의 정확한 교정이 중요합니다.
* 제한된 범위 : 이 방법은 액체 내 가스의 확산 계수를 측정하는 데 적합하지 않다.
7. 응용 프로그램 :
Winkelmann 방법은 다음을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
* 화학 공학 : 가스 분리, 정제 및 반응을위한 장비 설계.
* 환경 과학 : 대기권에서 오염 물질의 수송을 연구합니다.
* 재료 과학 : 제어 된 확산 특성을 갖는 새로운 재료 개발.
참고 : Winkelmann 방법은 비교적 오래된 기술입니다. 레이저 유발 형광 와 같은보다 현대적인 방법 또는 NMR 분광법 , 확산 계수를 측정 할 수 있습니다. 그러나 Winkelmann 방법은 가스 확산의 기초를 이해하는 데 유용한 도구로 남아 있습니다.
