-4.8454
15.4091
2
0.40
131.4746
0.003230
-1.8587
0.000230
-1.4138
7.1104
3
0.30
103.9851
0.002863
11.6774
-0.000387
11.2298
-13.5345
4
0.20
76.4955
0.002415
9.8288
-0.000585
12.8489
-24.2273
5
0.10
49.0060
0.001806
-5.5395
-0.000028
-11.3037
-1.5284
6
0.05
35.2612
0.001350
-6.4055
0.000150
-18.1658
11.1255
2. 데이터 값에 의한 계산값의 산출
① c와 c/x/w와의 관계
Y=aX+b (여기서 Y는 이고 X는 c이다)
최소 자승법으로 기울기와 절편을 구할수 있다.
a = 0.55398 , b = 0.67515
※ 최소자승법(최소제곱법)
n개의 Data 점들과 직선의 편차를 제곱한 힘들의 합이 최소가 되게하는 방법
최적 직선 : y=ax+b
기울기 : , 절편 :
a, b값을 통해과 K값을 구한다.
= 0.55398, = 0.67515
따라서 = 1.80512, K = 0.820528
Y와 X값을 대입해서 이론치 값을 구할 수 있다.
200ml
CH3COOH
농도(N) [X]
C/x/w [Y1]
X^2
XY1
x/w[Y2]
logX
logY2
(logX)^2
logX × logY2
1
0.50
166.6667
0.2500
83.3333
0.003000
-0.3010
-2.5229
0.090619058
0.759462178
2
0.40
133.3333
0.1600
53.3333
0.003000
-0.3979
-2.5229
0.158356251
1.00395439
3
0.30
92.3077
0.0900
27.6923
0.003250
-0.5229
-2.4881
0.273402182
1.300983306
4
0.20
66.6667
0.0400
13.3333
0.003000
-0.6990
-2.5229
0.488559067
1.763416568
5
0.10
54.5455
0.0100
5.4545
0.001833
-1.0000
-2.7368
1
2.736758565
6
0.05
41.6667
0.0025
2.0833
0.001200
-1.3010
-2.9208
1.69267905
3.800072811
sum
1.55
555.1865
0.5525
185.2302
-4.2218
-15.7143
3.7036
11.3646
average
0.2583
92.5311
-0.7036
-2.6191
Y1
logY2
기울기
274.8954
0.4194
절편
21.5164
-2.3240
지수
0.004743
C/x/w = 21.5164 + 274.8954 * C
logY2 = -2.324 + 0.4194 * logX
x/w = 0.004743 * C^0.4194
② c와 x/w와의 관계
최소 자승법의 그래프로 이용해서 기울기, 절편을 구하면
Y=A+
A=0.00274,=1.65618,=-1.08205
Y=x/w, X=c
각 데이터를 대입하면 된다.
3. 실험에 대한 토의
그래프에서 보는 것과 같이 각 CH3COOH 용액의 농도에 따른 활성탄의 흡착률은 CH3COOH 용액의 농도가 진해질수록 흡착률이 커지므로 비례하고 있다는 것을 알 수 있다. 그러나 어느 점에 이르면 더 이상 흡착이 이루어지지 않고 평형상태에 이르게 된다. 실험치로는 0.25N에서 0.5N 사이에서 거의 일정하게 나타나고 있다.
계산값은 Y=aX+b (여기서 Y는 C/x/w이고 X는 c이다.)
a = 0.55398 , b = 0.67515 이다. 따라서 a, b를 통해
= 1.80512, K = 0.820528 를 구했다. 그런데 이 값은 생각했던 것과 차이가 있었다.
오차의 발생 원인으로는 흡착된 시료 여과시 두 번 여과하는 과정에서 발생되었을 산의 손실과 또한 적정시 NaOH를 조금씩 떨어뜨려가며 적정을 하여 색깔의 변화가 무색에서 연한 핑크빛이 될 때를 잘 확인했어야 했는데 진한색에서 적정이 된 것도 오차의 한 원인이라고 볼 수 있겠다. 또한 항온조가 아닌 실온에서 방치시켜 일정한 온도를 유지하지 못한 점도 오차의 미미한 요인이 될 수 있다.
이러한 오차를 줄이고 정확한 실험을 하기 위해서는 위에서 말한 조건들을 유의해서 실험해야하는 것은 물론이며 더불어 시료의 정확한 용액제조와 실험시 농도가 다른 용액을 사용할 때는 실험기구를 깨끗이 씻어 사용하는 것이 필요하다.
마지막으로 이번 실험에서는 일정한 온도에서의 CH3COOH 용액의 농도에 따른 활성탄의 흡착율의 변화를 알아보았지만 더 나아가 온도를 변화시켜 실험을 해본다면 온도변화에 따른 활성탄의 흡착률 변화를 알 수 있을 것이다.
Ⅳ. REFERENCES
1. 흡착공학, Motoyuki Suzuki 저, 손진언 역, 형설출판사
2. 흡착공학과 과학, 공학박사 임굉 편저, 두양사
3. 분석화학, 최규원 저, 박영사
4. Physical chemistry, P.W. Atkins 저, Oxford
5. 물리화학, P.W. Atkins 저, 형설출판사
6. 물리화학 및 실습, 성주경 저, 형설출판사
7. 물리 화학 실험, 권오천 저, 형설출판사
8. 화학공학 기초실험, 신형식 저, Department of Chemical Engineering press
9. 물리화학의 원리와 응용, 이재원 저, 녹문당
10. 물리화학, David Freifelder 저, 자유아카데미
11. 물리화학의 요점, P.W. Atkins 저, 청문각
12. 기본 물리화학, Walter J. Moore 저, 탐구당
13. CRC Handbook of Chemistry and Physics (70th), Lide & David R., CRC Pr I Llc
14. Perry's Chemical Engineer's Handbook (7th), Robert H. Perry, McGraw Hill