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다음 그림은 균일계 비가역 병렬 반응이 플러그 흐름반응기에서 진행될 때… | [화공기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 19년 1회차
다음 그림은 균일계 비가역 병렬 반응이 플러그 흐름반응기에서 진행될 때 순간수율 문제 이미지 와 반응물의 농도(CA)간의 관계를 나타낸 것이다. 빗금친 부분의 넓이가 뜻하는 것은?
문제 이미지
1
총괄 수율 Φ
2
반응하여 없어진 반응물의 몰수
3
반응으로 생긴 R의 몰수
4
반응기를 나오는 R의 농도
해설

빗금친 넓이는 반응기를 나오는 R의 농도를 뜻한다.

그래프의 세로축은 순간수율 φ = (생긴 R의 몰수)/(반응한 A의 몰수), 가로축은 반응물 농도 CA 이고, 빗금 구간은 출구 농도 CAf 에서 입구 농도 CA0 까지다.

플러그흐름반응기에서는 위치마다 CA 가 달라 φ 도 함께 변하므로 이를 누적해야 하며, CRf = ∫CAfCA0 φ dCA 가 곧 빗금친 면적이다.

  • 총괄수율 Φ: 이 면적을 반응한 양 (CA0−CAf) 로 나눈 평균값이라 면적 자체가 아니다.
  • 없어진 A의 몰수: 가로축 구간 길이 (CA0−CAf) 에 해당하는 양이므로 넓이와 다르다.
  • 생긴 R의 몰수: 면적의 차원은 농도(mol/L)이므로 몰수가 되려면 반응기 부피를 더 곱해야 한다. 면적 그 자체는 농도다.

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