2010년07월25일 36번

[작업환경측정 및 평가]
작업장 내 공기 중 아황산가스(SO₂)의 농도가 40ppm일 경우 이 물질의 농도를 용적 백분율(%)로 표시하면 얼마인가? (단, SO₂ 분자량=64)

① 4%
② 0.4%
③ 0.04%
④ 0.004%

(정답률: 59%)

문제 해설

용적 백분율(%)은 용액의 용질의 질량을 용액 전체의 질량에 대한 비율로 나타낸 것이다. 따라서 이 문제에서는 공기 중의 SO₂ 농도를 용액으로 생각하고 계산해야 한다.

먼저, SO₂의 분자량이 64이므로 1 mol의 SO₂가 차지하는 부피는 22.4 L이다. 따라서 40 ppm의 SO₂가 포함된 공기의 부피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

40 ppm = 40 mg/L = 0.04 g/m³
0.04 g/m³ × 22.4 L/mol = 0.896 g/mol

이제 이 값을 용액의 질량으로 생각하고, 공기의 전체 부피를 용액의 전체 부피로 생각하여 용적 백분율(%)을 계산할 수 있다.

용액의 질량 = 0.896 g/mol
공기의 부피 = 22.4 L/mol
용액의 부피 = 1 L

따라서 용적 백분율(%)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

용적 백분율(%) = (용액의 질량 ÷ 용액의 전체 질량) × 100
= (0.896 g/mol ÷ (0.896 g/mol + 22.4 g/mol)) × 100
= 0.0398 × 100
= 3.98%

하지만 문제에서는 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 답을 구하라고 했으므로, 최종적으로는 "0.004%"가 정답이 된다.

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