21-41기압, 30 ℃에서 아세톤 증기의 밀도는 몇 g/L인지 구하시… | 2021년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

2.33 g/L

[해설]

이상기체 상태방정식 $PV = nRT$ 에서 몰수를 $n = \dfrac{w}{M}$ 로 바꾸면 $PV = \dfrac{w}{M}RT$ 이고, 여기서 밀도 $\rho = \dfrac{w}{V}$ 를 끌어내면 다음 식이 된다.

$\rho = \dfrac{PM}{RT}$

아세톤은 $\mathrm{CH_3COCH_3}$ 이므로 분자량은 $(12 \times 3) + (1 \times 6) + 16 = 58$ 이고, 절대온도는 $273 + 30 = 303\,\mathrm{K}$, 기체상수는 $0.082\,\mathrm{atm \cdot L/(mol \cdot K)}$ 다.

$\rho = \dfrac{1 \times 58}{0.082 \times 303} = \mathbf{2.33}\,\mathbf{\mathrm{g/L}}$

표준상태(0 ℃)라면 $58 \div 22.4 = 2.59\,\mathrm{g/L}$ 이지만, 온도가 30 ℃로 오르면 같은 무게가 더 넓게 퍼지므로 밀도는 그만큼 작아진다.

아세톤은 제4류 위험물 제1석유류(수용성)로 지정수량은 400 L다. 인화점이 낮고 물에 잘 섞이며, 증기비중이 $58 \div 29 = 2.0$ 으로 공기보다 무거워 낮은 곳에 고인다.