40℃에서 벤젠과 톨루엔의 혼합물이 기액평형에 있다. Raoult의 법… | [화공기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 17년 3회차

40℃에서 벤젠과 톨루엔의 혼합물이 기액평형에 있다. Raoult의 법칙이 적용된다고 볼 때 다음 설명 중 옳지 않은 것은? (단, 40℃에서의 증기압은 벤젠 180mmHg, 톨루엔 60mmHg이고, 액상의 조성은 벤젠 30mol%, 톨루엔 70mol%이다.)

기상의 평형분압은 토루엔 42mmHg이다.

기상의 평형분압은 벤젠 54mmHg이다.

이 계의 평형 전압은 240mmHg이다.

기상의 평형조성은 벤젠 56.25mol%, 톨루엔 43.75mol%이다.

해설

이 계의 평형 전압은 라울의 법칙에 따라 각 성분의 분압을 더한 값이므로 240mmHg라는 설명은 틀렸다(240mmHg는 순성분 증기압 180과 60을 그대로 더한 값일 뿐이다).

벤젠 분압은 $180 \times 0.30 = 54\ \mathrm{mmHg}$ , 톨루엔 분압은 $60 \times 0.70 = 42\ \mathrm{mmHg}$ 이며, 이를 더한 평형 전압은 $54+42=96\ \mathrm{mmHg}$ 이다.

기상의 평형조성도 각 분압을 전압으로 나누면 벤젠 $54/96=56.25\%$ , 톨루엔 $42/96=43.75\%$ 로 나머지 설명들과 모두 일치한다.

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