탄화칼슘(CaC₂) 100kg이 물과 반응할 때 생성되 상세 페이지
탄화칼슘(CaC₂) 100kg이 물과 반응할 때 생성되는 아세틸렌(C₂H₂) 가스의 부피를 표준 상태가 아닌 1기압, 100℃ 조건에서 계산하시오. 또한, 생성되는 아세틸렌의 가연성 위험도에 대해 설명하시오.
[문제 조건]
- 탄화칼슘의 양: 100kg
- 반응 조건: 1기압, 100℃
(참고: 탄화칼슘의 분자량은 64.1 g/mol, 아세틸렌의 분자량은 26.04 g/mol)
[질문]
1. 탄화칼슘 100kg이 물과 반응할 때 1기압, 100℃ 상태에서 생성되는 아세틸렌 가스의 부피는 몇 m³입니까?
2. 생성되는 아세틸렌의 가연성 위험도를 설명하시오.
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1. 부피: 47.79 m³
2. 위험도: 31.4
[해설]
탄화칼슘(CaC₂, 분자량 약 64.1 g/mol)과 물의 반응:
CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂.
아세틸렌(C₂H₂)의 연소범위는 2.5 ~ 81%입니다.
기체 부피 계산:
1. CaC₂ 몰수 = 100,000g / 64.1 g/mol = 1560.06 mol
2. 반응식에 따라 CaC₂ 1mol당 C₂H₂ 1mol 생성. 생성 C₂H₂ 몰수(n) = 1560.06 mol
3. 온도(T) = 100℃ + 273.15 = 373.15 K
4. 압력(P) = 1 atm
5. 부피(V) = nRT/P (R=0.08206 L·atm/mol·K) V = (1560.06 mol × 0.08206 L·atm/mol·K × 373.15 K) / 1 atm = 47791 L = 47.79 m³
위험도 계산:
위험도(H) = (U - L) / L =(81 - 2.5) / 2.5 = 31.4