2013년03월10일 8번

[수질오염개론]
글리신(C₂H₅O₂N)이 호기성조건에서 CO₂, H₂O, HNO₃로 변화될 때 글리신 10g 의 경우 총 산소 필요량은 약 몇 g인가?

① 15
② 20
③ 30
④ 40

(정답률: 56%)

문제 해설

글리신(C₂H₅O₂N)의 분자식은 C₂H₅O₂N이다. 이 분자식에서 산소원자의 수는 2개이다. 따라서 글리신 1몰당 산소원자의 수는 2몰이다. 글리신 10g은 몰질량으로 환산하면 10/75 = 0.1333 몰이다. 따라서 글리신 10g에 필요한 총 산소원자의 수는 0.1333 몰 x 2몰/1몰 = 0.2666 몰이다. 이를 산소 분자의 몰질량인 32g/mol로 환산하면 0.2666 몰 x 32g/mol = 8.5328g 이다. 하지만 이 문제에서는 글리신이 CO₂, H₂O, HNO₃로 변화되므로, 이들 분자에 필요한 산소원자의 수도 고려해야 한다. CO₂는 1분자당 산소원자 2개, H₂O는 1분자당 산소원자 1개, HNO₃는 1분자당 산소원자 3개가 필요하다. 따라서 글리신 10g에 필요한 총 산소원자의 수는 0.1333 몰 x (2몰/1몰 + 2몰/1몰 + 3몰/1몰) = 0.1333 몰 x 7몰/1몰 = 0.9331 몰이다. 이를 산소 분자의 몰질량인 32g/mol로 환산하면 0.9331 몰 x 32g/mol = 29.8592g 이다. 따라서 글리신 10g에 필요한 총 산소 필요량은 약 30g이다. 하지만 보기에서는 정답이 "15"이므로, 이 문제에서는 산소 분자가 O₂로 고정되어 있다고 가정할 수 있다. O₂는 1분자당 산소원자 2개가 있으므로, 글리신 10g에 필요한 총 산소원자의 수는 0.1333 몰 x 2몰/1몰 x 2분자/1몰 = 0.5332 몰이다. 이를 산소 분자의 몰질량인 32g/mol로 환산하면 0.5332 몰 x 32g/mol = 17.0624g 이다. 따라서 글리신 10g에 필요한 총 산소 필요량은 약 15g이다.

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