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다음 반응식과 같이 A 와 B 가 반응하여 필요한 생성물 R 과 불필요… | [화공기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 18년 1회차

다음 반응식과 같이 A 와 B 가 반응하여 필요한 생성물 R 과 불필요한 물질 S 가 생길 때, R 로의 전화율을 높이기 위해서 반응물질의 농도(C)를 어떻게 조정해야 하는가? (단, 반응 1은 A 및 B 에 대하여 1차 반응이고, 반응 2도 1차 반응이다.)

A+B 1 RA 2 S\mathrm{A+B}\xrightarrow{\ 1\ }\mathrm{R}\qquad\mathrm{A}\xrightarrow{\ 2\ }\mathrm{S}

1
CA의 값을 CB의 2배로 한다.
2
CB의 값을 크게 한다.
3
CA의 값을 크게 한다.
4
CA와 CB의 값을 같게 한다.
해설

CB를 크게 해야 R 쪽 전화율이 높아진다.

반응 1은 A와 B에 각각 1차이므로 rR=k1CACBr_R=k_1C_AC_B 이고, 반응 2는 A에 대한 1차이므로 rS=k2CAr_S=k_2C_A 이다.

두 식의 비를 잡으면 rRrS=k1CACBk2CA=k1k2CB\dfrac{r_R}{r_S}=\dfrac{k_1C_AC_B}{k_2C_A}=\dfrac{k_1}{k_2}C_B 로, CA는 약분되어 사라지고 CB만 남는다.

따라서 A의 농도를 키우거나 두 농도를 같게 또는 2배로 맞추는 조작은 선택도를 바꾸지 못하고, 오직 B의 농도를 올릴 때만 R의 비율이 커진다.

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