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다음 그림은 A, B-2성분계 용액에 대한 1기압 하에서의 온도-농도간… | [화공기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 18년 2회차
다음 그림은 A, B-2성분계 용액에 대한 1기압 하에서의 온도-농도간의 평형관계를 나타낸 것이다. A의 몰분율이 0.4 인 용액을 1기압 하에서 가열할 경우, 이 용액의 끓는 온도는 몇 ℃ 인가? (단, XA 는 액상 몰분률이고, yA는 기상 몰분률이다.)
문제 이미지
1
80℃
2
80℃ 부터 92℃ 까지
3
92 ℃부터 100℃ 까지
4
110℃
해설

이 용액은 92℃에서 끓기 시작해 100℃에서 완전히 증발하므로 끓는 온도는 92℃부터 100℃까지다.

선도는 1atm 기준으로 순수 B(조성 0)의 끓는점이 110℃, 순수 A(조성 1.0)가 80℃이며, 아래쪽 곡선이 액상선(xA), 위쪽 곡선이 기상선(yA)이다. 조성 0.4에서 수직선을 그으면 액상선과 92℃, 기상선과 100℃에서 만난다.

액상 조성 0.4인 용액을 가열하면 액상선에 닿는 기포점 92℃에서 첫 기포가 생기고, 저비점 성분 A가 먼저 증발해 남은 액이 묽어지므로 온도가 계속 올라간다. 마지막 액방울이 사라지는 이슬점 100℃에서 전량이 증기가 된다.

2성분계는 순수 성분과 달리 끓는 동안 온도가 한 점에 고정되지 않으므로, 80℃·110℃ 같은 단일 값이나 80~92℃ 구간은 답이 될 수 없다.

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