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1[7급 국가직 반응공학] 23년 1회차
변용 회분식반응기에서 순수한 A를 반응물로 A→2B 기상 1차 반응을 일정 온도 및 압력에서 진행하여, 반응 시작 10분 후 반응기 부피가 50 % 증가하였다. 이 반응의 반응속도상수[min-1]는? (단, ln⁡2=0.7\ln 2 = 0.7이다)
1
0.07
2
0.7
3
1.4
4
7.0
해설

부피가 50 % 늘었다는 것은 전환율 50 %를 뜻하며, 속도상수는 0.07 min−10.07\ \mathrm{min^{-1}}이다.

순수 A의 A→2B: εA=2−11=1\varepsilon_{\mathrm{A}} = \dfrac{2-1}{1} = 1
V=V0(1+εAXA)V = V_0(1 + \varepsilon_{\mathrm{A}}X_{\mathrm{A}}) → 1.5=1+XA1.5 = 1 + X_{\mathrm{A}} → XA=0.5X_{\mathrm{A}} = 0.5

변용 회분식 1차 반응도 −ln⁡(1−XA)=kt-\ln(1 - X_{\mathrm{A}}) = kt가 성립한다.
ln⁡2=k(10)\ln 2 = k(10) → k=0.710=0.07 min−1k = \dfrac{0.7}{10} = 0.07\ \mathrm{min^{-1}}

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