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제1종 분말소화약제가 1차 열분해를 일으켜 표준상태 기준으로 탄산가스 10m 상세 페이지

1[위험물산업기사 필기] 24년 3회차

제1종 분말소화약제가 1차 열분해를 일으켜 표준상태 기준으로 탄산가스 10m3가 생성되었다. 이때 사용된 탄산수소나트륨은 몇 kg인가?(단, 나트륨의 원자량은 23이다)

1

18.75

2

37

3

56.25

4

75

해설

제1종 분말소화약제(탄산수소나트륨, NaHCO3\mathrm{NaHCO_3} )는 열분해 시 다음과 같이 1차 분해된다.
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO22\mathrm{NaHCO_3} \rightarrow \mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}

표준상태에서 발생한 CO2\mathrm{CO_2} 10 m3\mathrm{m^3} (=10,000L)의 몰수는
n(CO2)=10000 L22.4 L/mol446.43 moln(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{10000\ \text{L}}{22.4\ \text{L/mol}} \approx 446.43\ \text{mol}

반응식에서 CO2\mathrm{CO_2} 1몰당 NaHCO3\mathrm{NaHCO_3} 2몰이 필요하므로, 필요한 NaHCO3\mathrm{NaHCO_3} 의 몰수는
n(NaHCO3)=446.43×2892.86 moln(\mathrm{NaHCO_3}) = 446.43 \times 2 \approx 892.86\ \text{mol}

NaHCO3\mathrm{NaHCO_3} 의 분자량은 23+1+12+(16×3)=84 g/mol23+1+12+(16\times3)=84\ \text{g/mol} 이므로, 질량은
m=892.86 mol×84 g/mol=75000 g=75 kgm = 892.86\ \text{mol} \times 84\ \text{g/mol} = 75000\ \text{g} = 75\ \text{kg} 따라서 사용된 탄산수소나트륨은 75kg이다.

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