1 \mathrm{mol\,L^{-1}}의 순수한 A를 반응물로 이용하… | [7급 국가직 반응공학] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 반응공학] 22년 1회차

1  $\mathrm{mol\,L^{-1}}$ 의 순수한 A를 반응물로 이용하여 직렬로 연결된 두 개의 등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 2A  $\rightarrow$  B 액상 기초반응을 진행한다. 첫 번째 반응기 출구에서 A의 농도가 0.5  $\mathrm{mol\,L^{-1}}$ 이고, 두 번째 반응기 부피가 첫 번째 반응기 부피의 2배일 때, 두 번째 반응기 출구에서 A의 농도[ $\mathrm{mol\,L^{-1}}$ ]는?

0.15

0.25

0.35

0.45

해설

두 번째 CSTR 출구의 A 농도는  $0.25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ 이다.
2차 CSTR:  $k\tau=\dfrac{C_{\mathrm{in}}-C}{C^{2}}$ 
1단:  $k\tau_1=\dfrac{1-0.5}{0.5^{2}}=2$ 
2단(부피 2배):  $k\tau_2=4$ 
 $\dfrac{0.5-C}{C^{2}}=4\Rightarrow 4C^{2}+C-0.5=0$ 
 $C=\dfrac{-1+\sqrt{1+8}}{8}=0.25$ 
0.15이면  $k\tau_2\approx 15.6$ 으로 부피가 훨씬 커야 한다.
0.35이면  $k\tau_2\approx 1.2$ 로 부피 2배 조건에 못 미친다.
0.45이면  $k\tau_2\approx 0.25$ 에 불과하다.

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