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1[9급 지방직 화학공학일반] 21년 1회차
다공성 촉매를 이용한 불균일계 촉매반응에서의 물질전달에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
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벌크(bulk) 유체의 속도가 충분히 빠르면 벌크 유체로부터 촉매 표면으로의 외부 물질전달 단계가 반응의 속도결정단계이다.
2
촉매 입자의 크기가 작을수록 경계층의 두께가 줄어들어 외부 물질전달 저항이 줄어든다.
3
벌크 유체의 속도는 촉매 입자 내부에서의 물질 확산에 영향을 주지 않는다.
4
기공의 크기가 기체 분자의 평균자유경로보다 작으면 다공성 촉매 기공 내부에서의 기체 확산은 Knudsen 확산으로 설명할 수 있다.
해설
벌크 유체 속도가 충분히 빠를 때 외부 물질전달이 속도결정단계가 된다는 설명이 옳지 않다.
유속이 빨라지면 촉매 표면의 경계층이 얇아져 외부 물질전달 저항이 작아지므로, 속도결정단계는 오히려 기공 내 확산이나 표면 반응으로 넘어간다.
- 촉매 입자가 작을수록 경계층이 얇아져 외부 물질전달 저항이 줄어든다는 설명은 옳다.
- 벌크 유체 속도는 입자 바깥의 경계층에만 영향을 주고 입자 내부 확산에는 영향을 주지 않으므로 옳다.
- 기공 크기가 평균자유경로보다 작으면 분자가 기공 벽과 주로 충돌하므로 Knudsen 확산으로 설명한다는 내용은 옳다.
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