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1[7급 국가직 반응공학] 26년 1회차
등온 회분식반응기에서 A → B 비가역 액상 기초반응을 진행한다. 반응 시작 5분 후 A의 농도는 20 mol L-1이고, 반응 시작 10분 후 A의 농도는 10 mol L-1이다. 해당 반응의 반응속도상수[min-1]는? (단, ln2 = 0.7이다)
1
0.140
2
0.175
3
0.350
4
0.700
해설

기초반응 A → B는 1차 반응이며, 5분 동안 농도가 절반이 되었으므로 k=0.140 min−1k = 0.140\ \mathrm{min^{-1}}이다.

ln⁡CA(5)CA(10)=k(10−5)\ln\dfrac{C_{\mathrm{A}}(5)}{C_{\mathrm{A}}(10)} = k(10-5)
ln⁡2=5k⇒k=0.75=0.140\ln 2 = 5k \Rightarrow k = \dfrac{0.7}{5} = 0.140

  • 1차 반응의 반감기는 농도와 무관하므로 k=ln⁡2/t1/2k = \ln 2/t_{1/2}로 바로 구할 수도 있다.
  • 0.700은 ln⁡2\ln 2를 시간 간격 5분으로 나누지 않은 값이다.

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