모두CBT

직렬반응 A → R → S 의 각 단계에서 반응속도상수가 같으면 회분식… | [화공기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 15년 1회차
직렬반응 A → R → S 의 각 단계에서 반응속도상수가 같으면 회분식 반응기 내의 각 물질의 농도는 반응시간에 따라서 어느 그래프처럼 변화하는가?
1
2
3
4
해설

A는 지수적으로 0까지 감소하고 R은 최댓값을 찍은 뒤 다시 감소하며 S만 계속 증가하는 그래프가 옳다.

k1 = k2 = k인 A→R→S에서 농도는
CA = CA0e−kt, CR = CA0ktㆍe−kt, CS = CA0(1 − e−kt − ktㆍe−kt)

중간체 R은 t = 1/k에서 최대 CA0/e ≈ 0.368CA0를 지난 뒤 0으로 떨어지고, 최종적으로 초기 A가 전부 S로 바뀐다. S가 처음에 기울기 0에서 출발하는 유도기(induction period)도 직렬반응의 특징이다.

  • A가 0까지 내려가지 않고 A·R·S가 각각 일정한 값으로 나란히 수렴하는 그래프: 평형에 도달한 가역반응 모습이라 비가역 직렬반응과 다르다.
  • R이 꼭짓점 없이 일정한 값을 유지하는 그래프: 중간체가 더 이상 소모되지 않는다는 뜻이라 두 번째 단계가 없는 셈이다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.