H2와 Cl2를 직접 결합시키는 합성염화수소의 제법에서는 활성화된 분자… | [화공기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 21년 2회차
H2와 Cl2를 직접 결합시키는 합성염화수소의 제법에서는 활성화된 분자가 연쇄를 이루기 때문에 반응이 폭발적으로 진행된다. 실제 조작에서 폭발을 막기 위해 행하는 조치는?
1
반응압력을 낮추어 준다.
2
수증기를 공급하여 준다.
3
수소를 다소 과잉으로 넣는다.
4
염소를 다소 과잉으로 넣는다.
해설
H₂와 Cl₂의 직접 결합 반응은 자유기(라디칼) 연쇄반응 메커니즘으로 진행되어 폭발적이다. 이를 제어하려면 연쇄반응을 억제해야 하는데, 수소를 과잉으로 공급하면 Cl·(염소 라디칼)이 H₂와 반응하여 HCl을 생성하면서 동시에 새로운 라디칼을 만들지만, 상대적으로 Cl₂의 농도를 낮춰 라디칼 생성 개시단계를 억제하고 연쇄 반응 속도를 감소시킨다. 반면 염소 과잉(4번)은 오히려 라디칼을 더 많이 생성하므로 위험하고, 수증기 공급(2번)도 직접적인 제어 효과가 없으며, 압력 저하(1번)는 반응 속도를 오히려 높인다. 따라서 안전한 합성염화수소 제법의 표준 조치는 수소 과잉 공급이다.
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