문제 #88691

Question

순수한 CH_4 를 건조 공기로 연소시키고 난 기체 화합물을 응축기로 보내 수증기를 제거시킨 다음, 나머지 기체를 Orsat법으로 분석한 결과, 부피비로 CO_2 가 8.21\ \% , CO 가 0.41\ \% , O_2 가 5.02\ \% , N_2 가 86.36\ \% 이었다. CH_4 1\ \mathrm{kg} - \mathrm{mol} 당 약 몇 \mathrm{kg} - \mathrm{mol} 의 건조공기가 필요한가?

Accepted Answer

**정답 이유:** 이 문제는 연소 반응의 화학양론과 Orsat 분석 결과를 이용하여 미연소된 메탄(CH4) 1 kg-mol을 연소시키는 데 필요한 건조 공기의 양을 계산하는 문제입니다. Orsat 분석 결과에서 질소(N2)의 비율이 연소 전후로 변하지 않는다는 점을 이용하여 건조 공기 중 질소의 양을 파악하고, 이를 통해 전체 건조 공기의 양을 계산할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **연소 반응식:** 메탄(CH4)의 완전 연소 반응식은 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 입니다. * **Orsat 분석:** 연소 후 배출되는 기체에서 수증기를 제거한 후 CO2, CO, O2, N2의 부피비를 측정하는 분석 방법입니다. * **질소의 불변성:** 연소 과정에서 질소는 반응에 참여하지 않고 그대로 배출되므로, 연소 전후의 질소 양은 일정합니다. **간단 해설:** Orsat 분석 결과에서 질소의 부피비(86.36%)를 이용하여 건조 공기 중 질소의 몰수를 계산하고, 이를

문제 1