A → Product인 액상 반응의 속도식은 다음과 같다. 혼합흐름반응… | [화공기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 3회차

A → Product인 액상 반응의 속도식은 다음과 같다. 혼합흐름반응기의 용적이 20L일 때 A가 60% 반응하는 데 필요한 공급속도를 구하면? (단, 초기 농도C_A0=1mol/L이다.)
 $-r_A = 0.1C_A^{2}\ [\mathrm{mol/L\cdot min}]$

0.533mol/min

1.246mol/min

1.961mol/min

2.115mol/min

해설

필요한 공급속도는 약 0.533 mol/min이다.
혼합흐름반응기(CSTR)의 설계식은  $\dfrac{V}{F_{A0}}=\dfrac{X_A}{-r_A}$ 이며, 반응기 내부 농도는 출구 농도와 같아  $C_A=C_{A0}(1-X_A)=1\times(1-0.6)=0.4\ \mathrm{mol/L}$ 이다.
속도식  $-r_A=0.1C_A^{2}$ 에 대입하면  $-r_A=0.1\times0.4^{2}=0.016\ \mathrm{mol/(L\cdot min)}$ 이다.
따라서  $F_{A0}=\dfrac{V\times(-r_A)}{X_A}=\dfrac{20\times0.016}{0.6}\approx0.533\ \mathrm{mol/min}$ 가 된다.

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