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1[7급 국가직 반응공학] 26년 1회차

등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 다음의 두 비가역 액상 기초반응이 동시에 진행된다. 출구에서 A의 농도가 0.5 mol L^-1일 때, 출구에서 B의 농도[mol L^-1]는? (단, 반응기에는 농도 2 mol L^-1의 A만 유입되며,  $k_1$ 과  $k_2$ 는 각 반응의 반응속도상수이다) $\mathrm{A}\xrightarrow{k_1}\mathrm{B},\ k_1 = 0.2\ \mathrm{min^{-1}}$ 
 $\mathrm{A}\xrightarrow{k_2}\mathrm{C},\ k_2 = 0.1\ \mathrm{min^{-1}}$

0.6

0.8

1.0

1.2

해설

CSTR 물질수지로 공간시간을 먼저 구하면 출구 B 농도는  $1.0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ 이다.
A 수지:  $C_{\mathrm{A0}} - C_{\mathrm{A}} = (k_1+k_2)C_{\mathrm{A}}\tau$ 
 $2 - 0.5 = 0.3 \times 0.5 \times \tau \Rightarrow \tau = 10\ \mathrm{min}$ 
B 수지:  $C_{\mathrm{B}} = k_1C_{\mathrm{A}}\tau = 0.2 \times 0.5 \times 10 = 1.0$ 
검산: 반응한 A 1.5가 속도상수 비 2 : 1로 B와 C에 나뉘므로 B 1.0, C 0.5이다.
0.6, 0.8, 1.2는 반응한 A 1.5를 이 비율로 나눈 값과 맞지 않는다.

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