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H2O2를 촉매를 이용하여 회분식 반응기에서 분해시켰다. 분해반응이 시… | [화공기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 1회차

H2O2를 촉매를 이용하여 회분식 반응기에서 분해시켰다. 분해반응이 시작된 t분 후에 남아있는 H2O2의 양(v)을 KMnO4 표준용액으로 적정한 결과는 다음 표와 같다. 이 반응은 몇 차 반응이겠는가?

t(분)01020
v(ml)22.813.88.25
1
0차 반응
2
1차 반응
3
2차 반응
4
3차 반응
해설

같은 시간 간격마다 잔류량이 일정 비율로 줄어들므로 이 분해는 1차 반응이다.

KMnO4 적정량 v는 남아 있는 H2O2 양에 비례하므로, 0분 22.8 mL → 10분 13.8 mL → 20분 8.25 mL를 그대로 농도로 쓸 수 있다.

1차 반응이면 k=1tlnC0Ck = \dfrac{1}{t}\ln\dfrac{C_0}{C}가 구간마다 일정해야 한다.
0→10분: 110ln22.813.80.0502 min1\dfrac{1}{10}\ln\dfrac{22.8}{13.8} \approx 0.0502\ \mathrm{min^{-1}}
10→20분: 110ln13.88.250.0514 min1\dfrac{1}{10}\ln\dfrac{13.8}{8.25} \approx 0.0514\ \mathrm{min^{-1}}

두 값이 사실상 같고 10분마다 약 0.6배씩 줄어드는 일정 비율 감소 형태이므로, 잔류량에 비례하는 1차 속도식이 맞다.

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