실험실에서 부동액으로 30mol% 메탄올 수용액 4L를 만들려고 한다. 25℃에서 4L의 부동액을 만들기 위하여 25℃의 물과 메탄올을 각각 몇 L씩 섞어야 하는가? 25℃ 순수성분 30mol%의 메탄올 수용액의 부분 mole 부피 메탄올 40.727㎤/g·mol 38.632㎤/g·mol 물 18.068㎤/g·mol 17.765㎤/g·mol

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1[화공기사 필기] 19년 2회차

실험실에서 부동액으로 30mol% 메탄올 수용액 4L를 만들려고 한다. 25℃에서 4L의 부동액을 만들기 위하여 25℃의 물과 메탄올을 각각 몇 L씩 섞어야 하는가?

25℃	순수성분	30mol%의 메탄올 수용액의 부분 mole 부피
메탄올	40.727㎤/g·mol	38.632㎤/g·mol
물	18.068㎤/g·mol	17.765㎤/g·mol

메탄올=2.000L, 물=2.000L

메탄올=2.034L, 물=2.106L

메탄올=2.064L, 물=1.936L

메탄올=2.100L, 물=1.900L

해설

섞기 전에 준비해야 할 순수 성분 부피는 메탄올 약 2.034L, 물 약 2.106L이다.

먼저 부분몰부피로 용액 1mol의 부피를 구한다.
V = 0.3 × 38.632 + 0.7 × 17.765 = 11.590 + 12.436 = 24.03㎤/mol

필요한 전체 몰수는 4000㎤ ÷ 24.03㎤/mol = 166.5mol 이고, 이 중 메탄올이 0.3 × 166.5 = 49.95mol, 물이 0.7 × 166.5 = 116.5mol 이다.

여기에 순수 성분의 몰부피를 곱하면
메탄올: 49.95 × 40.727 = 2034㎤ = 2.034L
물: 116.5 × 18.068 = 2106㎤ = 2.106L
두 부피의 합이 4.14L로 4L보다 큰 것은 메탄올과 물이 섞이며 부피가 수축하기 때문이며, 그래서 2L씩 반반 넣거나 합이 정확히 4L가 되는 조합은 답이 될 수 없다.

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