19-1(제65회)금속나트륨 1kg을 석유 속에 담가 보관하는 밀폐용기… | 2019년 위험물기능장실기(필답형) 제65회 기출문제 상세 페이지
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19-1(제65회)
금속나트륨 1kg을 석유 속에 담가 보관하는 밀폐용기가 있다. 용기 안의 빈 공간은 2L이고 그 공간의 처음 압력은 1atm 이다. 여기에 물 18g을 넣어 나트륨과 완전히 반응시켰을 때 용기 내부의 최대 압력은 몇 기압인지 구하시오. (단, 온도는 30℃로 일정하고 기체상수 R = 0.082 L·atm/(mol·K) 이다.)
해설
7.21atm
[해설]
나트륨은 물과 반응해 수소를 내고, 밀폐용기의 최대 압력은 처음 압력에 수소 압력을 더한 값이다(돌턴의 분압 법칙).
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
나트륨은 1,000/23 ≈ 43.5mol, 물은 18/18 = 1mol이라 물이 한계반응물이다. 생성되는 수소는 물의 절반인 0.5mol이다.
P = nRT/V
= 0.5 × 0.082 × (273 + 30) / 2
≈ 6.21atm
Pmax = 1 + 6.21
= 7.21atm
혼동 주의: 발생한 기체의 압력만 물으면 처음 압력을 더하지 않은 6.21atm이 답이다.
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