2019년04월27일 53번
[대기오염방지기술] C=82%, H=14%, S=3%, N=1%로 조성된 중유를 12Sm3 공기/kg 중유로 완전 연소했을 때 습윤 배출가스중의 SO2 농도는 약 몇 ppm인가? (단, 중유의 황성분은 모두 SO2로 된다.)
- ① 1784ppm
- ② 1642ppm
- ③ 1538ppm
- ④ 1420ppm
(정답률: 47%)
문제 해설
먼저 중유의 화학식을 구해보면 C82H14S3N 이다. 이를 완전 연소시키면 다음과 같은 반응식이 나온다.
C82H14S3N + 101O2 → 82CO2 + 7H2O + 3SO2 + N2
이 반응식에서 SO2의 생성물질은 중유의 황성분뿐이므로, 생성된 SO2의 양은 중유의 황성분의 양과 같다. 따라서 중유 1kg당 생성되는 SO2의 양은 다음과 같다.
(82/12) × 0.03 = 0.205g
이제 이 양의 SO2가 12Sm3 공기와 섞여서 몇 ppm의 농도로 나타나는지 구해보자. 이를 위해서는 먼저 SO2의 분자량을 구해야 한다.
S = 32g/mol, O = 16g/mol 이므로 SO2의 분자량은 32 + 2×16 = 64g/mol 이다.
따라서 0.205g의 SO2는 다음과 같은 몰수와 체적을 가진다.
몰수 = 0.205/64 = 0.0032mol
체적 = (12×22.4)/1000 = 0.2688m3
이제 이를 이용하여 SO2의 농도를 계산할 수 있다.
SO2 농도 = (0.0032/0.2688) × (106/64) = 1642ppm
따라서 정답은 "1642ppm" 이다.
C82H14S3N + 101O2 → 82CO2 + 7H2O + 3SO2 + N2
이 반응식에서 SO2의 생성물질은 중유의 황성분뿐이므로, 생성된 SO2의 양은 중유의 황성분의 양과 같다. 따라서 중유 1kg당 생성되는 SO2의 양은 다음과 같다.
(82/12) × 0.03 = 0.205g
이제 이 양의 SO2가 12Sm3 공기와 섞여서 몇 ppm의 농도로 나타나는지 구해보자. 이를 위해서는 먼저 SO2의 분자량을 구해야 한다.
S = 32g/mol, O = 16g/mol 이므로 SO2의 분자량은 32 + 2×16 = 64g/mol 이다.
따라서 0.205g의 SO2는 다음과 같은 몰수와 체적을 가진다.
몰수 = 0.205/64 = 0.0032mol
체적 = (12×22.4)/1000 = 0.2688m3
이제 이를 이용하여 SO2의 농도를 계산할 수 있다.
SO2 농도 = (0.0032/0.2688) × (106/64) = 1642ppm
따라서 정답은 "1642ppm" 이다.
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