2019년04월27일 66번
[생물분리공학] 1 단 추출공정에서 공급액내의 용질 농도가 낮을 경우 순수한 용매를 사용했을 때 추출물 중의 용질 농도는? (단, 분배계수(K)= 32, 추출물과 추출잔류물 질량비 (E/R) = 30/500, 용질 질량분율(XF) = 4.4×10-4)
- ① 4.4×10-1
- ② 4.4×10-2
- ③ 4.4×10-3
- ④ 4.4×10-4
(정답률: 42%)
문제 해설
분배계수(K)는 용질이 두 용매 상에서 분배되는 정도를 나타내는 상수입니다. 따라서, 분배계수(K)가 32일 때, 추출물과 추출잔류물 질량비(E/R)가 30/500일 때, 용질 질량분율(XF)이 4.4×10-4일 때, 추출공정에서 공급액내의 용질 농도가 낮을 경우 순수한 용매를 사용했을 때 추출물 중의 용질 농도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
초기 용질의 양 = 공급액의 질량 × 용질 질량분율 = 1 × 4.4×10-4 = 4.4×10-4 g
추출물에 추출된 용질의 양 = 초기 용질의 양 × 분배계수(K) = 4.4×10-4 × 32 = 1.408×10-2 g
따라서, 추출물 중의 용질 농도 = 추출물에 추출된 용질의 양 ÷ 추출물의 질량 = 1.408×10-2 ÷ (30/500) = 0.09387 g/100g = 9.387%
하지만, 이는 순수한 용매를 사용했을 때의 추출물 중의 용질 농도이므로, 이 값을 용질 질량분율(XF)로 나누어 주어야 합니다.
따라서, 추출물 중의 용질 농도 = 9.387% ÷ 4.4×10-4 = 4.4×10-2 = 0.0044 = 4.4×10-3
따라서, 정답은 "4.4×10-3"입니다.
초기 용질의 양 = 공급액의 질량 × 용질 질량분율 = 1 × 4.4×10-4 = 4.4×10-4 g
추출물에 추출된 용질의 양 = 초기 용질의 양 × 분배계수(K) = 4.4×10-4 × 32 = 1.408×10-2 g
따라서, 추출물 중의 용질 농도 = 추출물에 추출된 용질의 양 ÷ 추출물의 질량 = 1.408×10-2 ÷ (30/500) = 0.09387 g/100g = 9.387%
하지만, 이는 순수한 용매를 사용했을 때의 추출물 중의 용질 농도이므로, 이 값을 용질 질량분율(XF)로 나누어 주어야 합니다.
따라서, 추출물 중의 용질 농도 = 9.387% ÷ 4.4×10-4 = 4.4×10-2 = 0.0044 = 4.4×10-3
따라서, 정답은 "4.4×10-3"입니다.
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