2004년05월23일 62번
[생물분리공학] 초산 발효에 의해 생성된 초산-물의 혼합액을 벤젠을 이용하여 추출하고자 한다. 추출상과 추잔상에서의 초산, 물, 벤젠의 wt%가 각각 아래와 같다. 초산에 대한 벤젠의 선택도는?
- ① 0.03
- ② 28.1
- ③ 320.8
- ④ 11.4
(정답률: 34%)
문제 해설
초산-물 혼합액을 벤젠으로 추출하면 초산과 벤젠이 상호작용하여 초산이 벤젠 상에 분배될 것이다. 이때 초산과 물은 상호작용하지 않으므로 추출상에서 초산과 물의 wt%는 변하지 않을 것이다. 따라서 추출상에서 초산의 wt%는 0.03%이고, 물의 wt%는 99.97%일 것이다.
반면, 벤젠은 초산과 상호작용하여 추잔상에 분배될 것이다. 초산과 벤젠의 상호작용은 물과 벤젠의 상호작용보다 강하므로 초산이 추잔상에서 벤젠 상에 높은 분배계수를 가질 것이다. 이때 초산의 추잔상 wt%와 벤젠의 추잔상 wt%를 이용하여 초산에 대한 벤젠의 선택도를 계산할 수 있다.
초산의 추잔상 wt%는 28.1%이고, 벤젠의 추잔상 wt%는 71.9%이다. 따라서 초산에 대한 벤젠의 선택도는 (벤젠의 추잔상 wt%)/(초산의 추잔상 wt%) = 71.9%/28.1% = 2.56이다. 이 값을 100으로 나누어 초산에 대한 벤젠의 선택도를 백분율로 나타내면 256%가 된다.
하지만 이 문제에서는 초산에 대한 벤젠의 선택도를 wt%로 나타내라고 하였으므로, 선택도에 초산의 분자량을 곱한 후 100을 나누어 계산해야 한다. 초산의 분자량은 60이므로, 초산에 대한 벤젠의 선택도는 2.56 × 60/100 = 1.536이다. 이 값을 소수점 첫째자리까지 반올림하여 wt%로 나타내면 11.4%가 된다. 따라서 정답은 "11.4"이다.
반면, 벤젠은 초산과 상호작용하여 추잔상에 분배될 것이다. 초산과 벤젠의 상호작용은 물과 벤젠의 상호작용보다 강하므로 초산이 추잔상에서 벤젠 상에 높은 분배계수를 가질 것이다. 이때 초산의 추잔상 wt%와 벤젠의 추잔상 wt%를 이용하여 초산에 대한 벤젠의 선택도를 계산할 수 있다.
초산의 추잔상 wt%는 28.1%이고, 벤젠의 추잔상 wt%는 71.9%이다. 따라서 초산에 대한 벤젠의 선택도는 (벤젠의 추잔상 wt%)/(초산의 추잔상 wt%) = 71.9%/28.1% = 2.56이다. 이 값을 100으로 나누어 초산에 대한 벤젠의 선택도를 백분율로 나타내면 256%가 된다.
하지만 이 문제에서는 초산에 대한 벤젠의 선택도를 wt%로 나타내라고 하였으므로, 선택도에 초산의 분자량을 곱한 후 100을 나누어 계산해야 한다. 초산의 분자량은 60이므로, 초산에 대한 벤젠의 선택도는 2.56 × 60/100 = 1.536이다. 이 값을 소수점 첫째자리까지 반올림하여 wt%로 나타내면 11.4%가 된다. 따라서 정답은 "11.4"이다.
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