석회질소 비료 제조 시 반응되고 남은 카바이드는 수분과 반응하여 아세틸… | [화공기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

석회질소 비료 제조에서 남은 카바이드(CaC₂)가 물과 반응하여 아세틸렌(C₂H₂)을 생성한다: CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂↑. 주어진 조건에서 아세틸렌 200L가 발생했을 때 필요한 CaC₂의 질량을 구한다.
먼저 20℃ 760 mmHg에서의 몰수를 이상기체법칙으로 구한다:
$n = \frac{PV}{RT} = \frac{1 \times 200}{0.08206 \times 293} \approx 8.32 \text{ mol}$
반응식의 1:1 몰비에 따라 CaC₂도 8.32 mol이 필요하며, CaC₂의 분자량은 Ca(40) + C(12) × 2 = 64이므로 필요한 질량은
$8.32 \times 64 \approx 532 \text{ g}$
따라서 1kg(1000g) 비료 중 카바이드 함량은
$\frac{532}{1000} \times 100 \approx 53.2\%$이다.