증류의 원리

여탕에서 어머나 세상에

2종 이상의 휘발성분이 포함된 액체 혼합물을 가열하면 그 증기의 조성은 액체일 때보다 휘발성이 높은 성분의 함량이 훨씬 많다.
휘발성의 차이를 이용하여 액체 혼합물로부터 각 성분을 분리 하는 조작

(1) 기-액 평형 조성

메탄올-물의 기-액 평형 관계

메탄올과 물의 두성분계, 전압이 1atm, 액의 끓는점을 , 용액 중의 메탄올의 몰 분율을 , 증기 중의 메탄올의 성분의 몰 분율을 라 하면 이들 값 사이의 관계

표 Ⅳ-1 메탄올-물계의 기액 평형(1atm)

100

96.4

91.2

87.7

84.4

81.7

78.0

75.3

73.1

71.2

69.3

67.6

66.0

64.6

0.020

0.060

0.100

0.150

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

0.134

0.304

0.418

0.517

0.579

0.665

0.729

0.779

0.825

0.870

0.915

0.958

1.000

끓는점-조성 선도 : 메탄올-물계의 끓는점 와 와 와의 관계란 나타낸 그래프, 위의 선을 곡선 또는 기상선, 아래선을 또는 액상선
선도 : 어떤 일정 온도에서 와 관계를 그린 그래프, 위의 곡선을 곡선(평형선)

그림 Ⅳ-1 메탄올-물계의 끓는점 조성 선도 그림 Ⅳ-2 메탄올-물계의 조성 선도

(2) 기-액 평형 조성에 대한 계산

상은 명확한 물리적인 경계를 가지고 다른 것과 구별되는 물질계의 균일한 한부분을 의미, 고상, 액상, 기상으로 구분
기-액 평형은 상평형의 하나로 그 계에 기체와 액체가 존재하는 경우, 두 상의 조성, 온도 압력이 일정하게 된 상태를 의미

1) 라울의 법칙(Raoult's law)

액체 혼합물에서 한 성분이 나타내는 증기압은 그 온도에서 그 성분이 단독으로 존재할 때 나타내는 증기압에 용액 중에 존재하는 그 성분의 몰분율을 곱한 것과 같다.
순수한 두 성분 의 증기압을 각각 라 하고 액상 중의 저비점 성분 의 몰분율을 , 고비점 성분의 의 몰분율을 , 이 액체와 평형 상태에 있는 증기 중의 의 분압을 각각 라하면