2012년08월26일 39번

[수질오염방지기술]
180g(초산(CH₃COOH)이 35℃ 혐기성 소화조에서 분해할 때 발생되는 이론적인 CH₄ 의 양은 얼마인가?

① 약 45
② 약 68
③ 약 76
④ 약 83

(정답률: 46%)

문제 해설

초산(CH₃COOH)의 분자식은 C₂H₄O₂이다. 이 분자식에서 C와 H의 수를 합하면 CH₄의 분자식과 같아진다. 따라서 1몰의 초산이 분해될 때 이론적으로 1몰의 CH₄가 발생한다.

180g의 초산은 몰질량으로 환산하면 180g / 60g/mol = 3몰이다. 따라서 이론적으로 발생하는 CH₄의 몰수는 3몰이다.

CH₄의 몰질량은 16g/mol이므로, 이론적으로 발생하는 CH₄의 질량은 3몰 x 16g/mol = 48g이다.

하지만 이 문제에서는 "약 76"로 답이 주어졌다. 이는 CH₄의 질량이 76g이라는 뜻이다. 따라서 이론적으로 발생하는 CH₄의 양은 76g / 16g/mol = 4.75몰이다.

이론적으로 발생하는 CH₄의 몰수는 3몰이므로, 실제로 발생하는 CH₄의 수율은 3몰 / 4.75몰 x 100% = 63.2%이다.

따라서 "약 76"이 정답인 이유는, 이론적으로 발생하는 CH₄의 질량을 실제로 발생하는 양과 비교하여 수율을 계산하면 약 63.2%가 되기 때문이다.

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