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1[화공기사 필기] 17년 3회차
다음 반응에서 -ln(CA/CA0)를 t로 plot하여 직선을 얻었다. 이 직선의 기울기는? (단, 두 반응 모두 1차 비가역반응이다.)
문제 이미지
1
k1
2
k2
3
k1/k2
4
k1+k2
해설

직선의 기울기는 k1 + k2 이다.

그림은 A가 k1 로 R, k2 로 S 가 되는 병렬 1차 비가역반응이므로 A의 소모속도는 두 경로의 합이다.
dCAdt=k1CA+k2CA=(k1+k2)CA-\dfrac{dC_A}{dt}=k_1C_A+k_2C_A=(k_1+k_2)C_A

변수분리해 0에서 t까지 적분하면 lnCACA0=(k1+k2)t-\ln\dfrac{C_A}{C_{A0}}=(k_1+k_2)t 이므로, 세로축을 ln(CA/CA0)-\ln(C_A/C_{A0}), 가로축을 t 로 잡으면 원점을 지나고 기울기가 k1+k2 인 직선이 된다.

이 직선만으로는 두 상수의 합만 알 수 있고, k1 과 k2 를 따로 구하려면 생성물 비 CR/CS=k1/k2C_R/C_S=k_1/k_2 를 함께 측정해야 한다.

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