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1[화공기사 필기] 17년 3회차
질산을 공업적으로 제조하기 위하여 이용하는 다음 암모니아 산화 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
바나듐(V2O5) 촉매가 가장 많이 이용된다.
2
암모니아와 산소의 혼합가스는 폭팔성이 있기 때문에 [O2]/[NH3]=2.2~2.3이 되도록 주의한다.
3
산화율에 영향을 주는 인자 중 온도와 압력의 영향이 크다.
4
반응온도가 지나치게 높아지면 산화율은 낮아진다.
해설
암모니아 산화(오스트발트법)의 촉매는 백금–로듐(Pt–Rh) 합금 망이므로 바나듐(V2O5) 촉매를 가장 많이 쓴다는 설명이 옳지 않다. V2O5 는 황산 제조(접촉법)에서 SO2 를 SO3 로 산화시킬 때 쓰는 촉매다.
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O 반응은 800~900℃ 부근의 Pt–Rh 망에 혼합가스를 매우 짧게 접촉시켜 진행시키고, 생성된 NO를 다시 산화·흡수시켜 질산을 얻는다.
나머지 설명은 모두 맞다.
- 암모니아–산소 혼합가스는 폭발성이 있어 [O2]/[NH3] 를 2.2~2.3 정도로 유지해 관리한다.
- 산화율은 온도·압력의 영향을 크게 받으며, 온도가 지나치게 높으면 NH3 가 N2 로 분해되어 NO 수율(산화율)이 오히려 낮아진다.
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