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분말소화약제인 탄산수소나트륨 10kg을 1기압, 270℃ 조건에서 방출했을 때 발생하 상세 페이지

1[위험물산업기사 필기] 23년 4회차

분말소화약제인 탄산수소나트륨 10kg을 1기압, 270℃ 조건에서 방출했을 때 발생하는 이산화탄소의 양은 약 몇 m3\mathrm{m^3}인가?

1

2.65

2

3.65

3

18.22

4

36.44

해설

탄산수소나트륨(NaHCO3NaHCO_3)의 열분해 반응식은 다음과 같다.

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO22NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O + CO_2

NaHCO3NaHCO_3의 분자량은 23+1+12+48=84g/mol23+1+12+48=84\,\mathrm{g/mol}이므로 10kg(10,000g)의 몰수는 다음과 같다.

n(NaHCO3)=1000084=119.05moln(NaHCO_3) = \dfrac{10000}{84} = 119.05\,\mathrm{mol}

반응식에서 NaHCO3NaHCO_3 2mol당 CO2CO_2 1mol이 생성되므로,

n(CO2)=119.052=59.52moln(CO_2) = \dfrac{119.05}{2} = 59.52\,\mathrm{mol}

이상기체상태방정식 PV=nRTPV=nRT를 이용해 1기압, 270℃(=543.15K) 조건에서의 부피를 구하면 다음과 같다.

V=nRTP=59.52×0.082×543.1512652L=2.65m3V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{59.52 \times 0.082 \times 543.15}{1} \approx 2652\,\mathrm{L} = 2.65\,\mathrm{m^3}

따라서 정답은 2.65이다.

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