위험물산업기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2011년06월12일 10번

[일반화학]
그레이엄의 법칙에 따른 기체의 확산 속도와 분자량의 관계를 옳게 설명한 것은?

  • ① 기체 확산 속도는 분자량의 제곱에 비례한다.
  • ② 기체 확산 속도는 분자량의 제곱에 반비례한다.
  • ③ 기체 확산 속도는 분자량의 제곱근에 비례한다.
  • ④ 기체 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다.
(정답률: 71%)

문제 해설

정답은 "기체 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다."입니다.

그레이엄의 법칙은 기체 분자의 질량이 클수록 기체 확산 속도가 느리다는 것을 말합니다. 이는 분자량이 클수록 분자 간 충돌이 더 자주 일어나고, 이로 인해 기체 분자가 이동하는데 필요한 시간이 더 오래 걸리기 때문입니다.

따라서, 기체 확산 속도와 분자량은 반비례 관계에 있습니다. 그러나, 이 관계는 분자량의 제곱근에 비례한다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 이는 분자량이 2배가 되면 확산 속도는 약 1.4배 느려진다는 것을 의미합니다. 이는 분자량이 클수록 분자 간 충돌이 더 자주 일어나기 때문에, 분자 이동에 필요한 시간이 더 오래 걸리기 때문입니다.

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