2007년03월04일 23번

[작업환경측정 및 평가]
아세톤(분자량=58.2)이 함유된 공기를 0.2L/분으로 40분동안 채취하여 아세톤량을 분석한 결과 5.2mg이었다. 공기중 아세톤 농도는 몇 ppm인가? (단, 25℃, 1기압 기준)

① 246
② 273
③ 321
④ 394

(정답률: 70%)

문제 해설

먼저, 아세톤의 분자량과 채취한 공기의 부피, 그리고 분석한 아세톤의 양을 이용하여 아세톤의 농도를 계산할 수 있다.

채취한 공기의 부피 = 0.2 L/min x 40 min = 8 L
아세톤의 양 = 5.2 mg = 0.0052 g

아세톤의 몰량 = 0.0052 g / 58.2 g/mol = 0.0000894 mol
공기의 몰량 = (8 L x 1 atm) / (0.0821 L atm/mol K x 298 K) = 0.313 mol

따라서, 아세톤의 농도는 (0.0000894 mol / 0.313 mol) x 10^6 = 285 ppm 이다.

하지만, 이 문제에서는 25℃, 1기압 기준으로 농도를 구해야 한다. 따라서, 이를 고려하여 보정해야 한다.

공기의 부피는 온도와 압력에 따라 변화하므로, 25℃, 1기압 기준으로 보정해야 한다. 이를 위해서는 가스법칙을 이용할 수 있다.

PV = nRT

여기서, P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.

25℃, 1기압 기준에서의 부피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

V = (8 L x 1 atm x 298 K) / (1 atm x 298 K) = 8.0 L

따라서, 보정된 아세톤 농도는 (0.0000894 mol / 0.313 mol) x (8.0 L / 0.2 L) x 10^6 = 273 ppm 이다.

따라서, 정답은 "273" 이다.

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