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1[9급 국가직 화학공학일반] 19년 1회차

메탄올과 에탄올의 혼합물이 기－액평형 상태에 있다. 특정 온도에서 메탄올의 증기압은 780mmHg이고, 에탄올의 증기압은 480mmHg이다. 같은 온도에서 혼합물의 전압이 660mmHg일 때, 액상에 존재하는 에탄올의 몰분율은? (단, 기상은 이상기체이고 액상은 이상용액이다)

0.4

0.5

0.6

0.7

해설

라울 법칙으로 전압을 세우면 메탄올의 액상 몰분율이 0.6이므로 에탄올의 액상 몰분율은 0.4이다.
이상용액·이상기체이므로 전압은  $P = x_M P_M^{sat} + x_E P_E^{sat}$ ,  $x_E = 1 - x_M$ 
대입:  $660 = 780x_M + 480(1 - x_M) = 480 + 300x_M$ 
 $x_M = \dfrac{180}{300} = 0.6$ ,  $x_E = 1 - 0.6 = 0.4$ 
전압이 두 순성분 증기압 사이에 있고 휘발성이 큰 메탄올의 몰분율이 더 크다는 점에서 에탄올 몰분율이 0.5보다 작아야 함을 확인할 수 있다.

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