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균일계 액상반응(A→R)이 회분식반응기에서 1차반응으로 진행된다. A의… | [화공기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 2회차
균일계 액상반응(A→R)이 회분식반응기에서 1차반응으로 진행된다. A의 40%가 반응하는데 5분이 걸린다면, A의 60%가 반응하는데 걸리는 시간(min)은?
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해설

A의 60%가 반응하는 데 걸리는 시간은 약 9분이다.

1차반응 회분식 반응기의 설계식은 ln11XA=kt\ln\dfrac{1}{1-X_A}=kt이다.

40% 전환에 5분이 걸렸으므로 ln10.6=k×5\ln\dfrac{1}{0.6}=k\times5에서 k=0.510850.1022 min1k=\dfrac{0.5108}{5}\approx0.1022\ \mathrm{min^{-1}}이다.

60% 전환 시간은 t=ln(1/0.4)k=0.91630.10229 mint=\dfrac{\ln(1/0.4)}{k}=\dfrac{0.9163}{0.1022}\approx9\ \mathrm{min}이다.

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