액상반응이 아래와 같이 병렬반응으로 진행될 때, R을 많이 얻고 S를 … | [화공기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 2회차

액상반응이 아래와 같이 병렬반응으로 진행될 때, R을 많이 얻고 S를 적게 얻기 위한 A와 B의 농도는?
 $\mathrm{A} + \mathrm{B} \xrightarrow{k_1} \mathrm{R},\quad r_R = k_1 C_A C_B^{0.5}$ 
 $\mathrm{A} + \mathrm{B} \xrightarrow{k_2} \mathrm{S},\quad r_S = k_2 C_A^{0.5} C_B$

C_A는 크고, C_B도 커야 한다.

C_A는 작고, C_B는 커야 한다.

C_A는 크고, C_B는 작아야 한다.

C_A는 작고, C_B도 작아야 한다.

해설

R의 선택도를 높이려면 C_A는 크게, C_B는 작게 유지해야 한다.

두 반응의 속도비를 만들면 선택도가 농도에 어떻게 걸리는지 바로 드러난다.
r_R/r_S = k₁C_AC_B^0.5 / (k₂C_A^0.5C_B) = (k₁/k₂)·(C_A/C_B)^0.5

즉 선택도는 C_A에 대해 증가하고 C_B에 대해 감소하므로, A는 고농도로 유지하고 B는 낮게 유지해야 R이 많이 생기고 S가 억제된다.

조작으로 옮기면 A를 반응기에 미리 채워 두고 B를 조금씩 나누어 공급하는 방식이 이 조건에 해당한다. 반대로 B를 한꺼번에 넣으면 C_B가 높아져 S 생성이 늘어난다.

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