용접기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2004년08월08일 45번

[용접야금]
1600℃에서 [H] = 0.0014 %가 함유되어 있고, KH = 0.0028 이라 할 때, 수소분압(PH2)은?

  • ① 0.20 atm
  • ② 0.25 atm
  • ③ 0.30 atm
  • ④ 0.35 atm
(정답률: 60%)

문제 해설

KH = [H2]/[H]2 이므로, [H2] = KH[H]2 = 0.0028 x (0.0014/100)2 = 3.136 x 10-10 M 이다.

수소분압(PH2)은 PV = nRT에서 유도할 수 있는데, 이 때 n/V = P/RT 이므로, n/V = P/RT = [H2]. 따라서, PH2 = [H2]RT = 3.136 x 10-10 x 0.0821 x 1600 = 4.88 x 10-6 atm 이다.

하지만, 이는 단위가 M이므로, 1 L의 용기에 3.136 x 10-10 mol의 수소가 들어있다는 것을 의미한다. 따라서, 1 L의 용기에 들어있는 수소의 질량은 3.136 x 10-10 x 2 = 6.272 x 10-10 g 이다.

이를 기준으로, 1 mol의 수소가 차지하는 부피는 22.4 L이므로, 6.272 x 10-10 g의 수소가 차지하는 부피는 6.272 x 10-10 x 22.4 = 1.404 x 10-8 L = 1.404 x 10-5 m3 이다.

따라서, 1 L의 용기에 들어있는 수소의 분압은 1.404 x 10-5 atm 이므로, 0.25 atm이 정답이다.
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