23-3탄소 90 wt%와 불연성 기체 10 wt%로 이루어진 물질 1… | 2023년 위험물기능사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

1,680 L

[해설]

불연성 기체 10 wt%는 타지 않으므로 산소를 쓰지 않는다. 실제로 연소하는 것은 탄소뿐이다.

$\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$

반응식에서 탄소 1 mol이 탈 때 산소도 1 mol이 든다. 먼저 탄소의 질량과 몰수를 구한다.

$m_{\mathrm{C}} = 1000\,\mathrm{g} \times 0.9 = 900\,\mathrm{g}$

$n_{\mathrm{C}} = \dfrac{900}{12} = 75\,\mathrm{mol}$

필요한 산소도 75 mol이고, 표준상태에서 기체 1 mol의 부피는 22.4 L이므로

$V_{\mathrm{O_2}} = 75 \times 22.4 = \mathbf{1{,}680}\,\mathbf{\mathrm{L}}$

비례식으로 한 번에 세워도 같다. 탄소 12 g마다 산소 22.4 L가 드니

$V_{\mathrm{O_2}} = 900 \times \dfrac{22.4}{12} = 1{,}680\,\mathrm{L}$

불연성 기체 100 g은 계산에 쓰이지 않는 조건이다. 다만 이 값이 있어야 탄소의 질량을 900 g으로 잡을 수 있으므로, '쓸모없는 조건'이 아니라 '탄소가 전부는 아니다'라는 단서로 읽어야 한다.