2014년05월25일 2번

[수질오염개론]
박테리아의 경험적인 화학적 분자식이 C₅H₇O₂N이면, 100g의 박테리아가 산화될 때 소모되는 이론적산소량(g)은 얼마인가? (단, 박테리아의 질소는 암모니아로 전환된다.)

① 92g
② 101g
③ 124g
④ 142g

(정답률: 75%)

문제 해설

박테리아의 분자식에서 산소 원자가 없으므로 산화될 때 산소가 소모된다. 따라서 이론적 산소 소모량은 분자식에서 산소 원자 수를 구하고, 이를 분자량으로 환산하여 계산할 수 있다.

C₅H₇O₂N의 분자량은 (12x5)+(1x7)+(16x2)+(14x1) = 113g/mol 이다. 이 분자식에서 산소 원자 수는 2개이므로, 이론적 산소 소모량은 2/113 x 100g = 1.77g 이다.

그러나 문제에서 박테리아의 질소가 암모니아로 전환된다고 하였으므로, 암모니아의 분자식에서 질소 원자 수를 구하고, 이를 이론적 산소 소모량에 더해주어야 한다.

NH₃의 분자량은 14+(1x3) = 17g/mol 이다. 이 분자식에서 질소 원자 수는 1개이므로, 이론적 산소 소모량은 1/17 x 100g = 5.88g 이다.

따라서 총 이론적 산소 소모량은 1.77g + 5.88g = 7.65g 이다. 이를 100g의 박테리아에 대한 비율로 나타내면 7.65g/100g 이므로, 이를 142g의 박테리아에 대한 비율로 환산하면 7.65g/100g x 142g = 10.88g 이다. 이론적 산소 소모량은 반올림하여 11g 이다.

따라서 정답은 "142g"가 아니라, "101g"이다.

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