<11주차>

(1)

<11주차>

※ 온도증가에 따라 헨리상수 증가(용해도 감소)

※ 헨리상수가 클수록 물에 잘 녹지 않는 기체

(ex) 1atm, 25℃에서 물속에 녹아 있는 산소의 농도를 구하시오. (산소의 헨리상수 = 1.3x10^-3 mol/L・atm), ppm 단위로도 나타내시오.

(2)

제8장 화학반응계의 물질수지

[화학반응에서의 질량관계]

- 원자질량과 화학식량

원자질량 : 질량수 12인 C의 질량을 12로 정한 상대적인 질량

평균원자량 : 자연계에 존재하는 동위원소의 비율을 고려한 평균원자질량 (ex) ¹²C(12.000amu) : 98.892%, ¹³C(13.003amu) : 1.108%

평균원자량 = (12.000x0.9882) + (13.003x0.01108) = 12.011

화학식량(formula weight) : 넓은 의미로 원자량, 분자량, 실험식량, 이온량을 의미 하며 좁은 의미로는 이온결합화합물의 실험식량을 의미

분자량(molecular weight) : 분자를 구성하는 모든 원자의 원자량의 합

실험식량 : 실험식을 구성하고 있는 원자량의 합

※ 화학식(chemical formula)의 표현 분자식

실험식(empirical formula) : 물질을 이루는 원자수의 가장 간단한 정수비, 이온결합화합물의 화학식

실험식x n = 분자식

시성식(rational formula) : 작용기를 사용하여 표현

구조식(structural formula) : 원자사이의 결합모양을 선으로 표현

- mol의 개념

1) 분자, 원자, 전자, 이온, 광자가 아보가드로수(6.02x10²³)만큼 모인 량

2) 원자1mol의 질량 = (원자량) g 분자1mol의 질량 = (분자량) g

3) 모든 기체 1mol의 부피는 기체의 종류에 관계없이 표준상태에서 22.4L

(3)

- 화학반응식(chemical equation) 쓰기 1) 반응물(reactant) → 생성물(product) 2) 반응물과 생성물의 원자수를 일치 3) 물질의 상태를 표시 : (g), (l), (s), (aq) (기타) ↓: 침전, ↑: 기체발생

∆ 

^

^

- 화학양론(stoichiometry)

화학반응에서 반응물과 생성물의 질량관계를 나타내는 것 양론계수(stoichiometric coefficient)

(4)

- 화학반응식의 의미

• 반응에 관여하는 물질들의 분자수의 비 • 〃 mol 비

• 〃 질량비(질량보존의 법칙 성립) • 기체반응에서 반응에 관여하는 물질들의 부피비

※ 화학반응에서 보존되는 것 : 원자수, 질량

※ Avogadro's law : 온도, 압력이 동일한 모든 기체는 같은 부피속에 같은 수의 분자를 포함한다.

0℃, 1atm 기체 22.4L = 6x10²³개 분자 =1mol

(ex)

- 암모니아 합성반응

- 탄화수소의 연소반응

- 산-염기 반응

- 금속 + 산 → 수소발생

- thermite reaction(welding) Fe2O3 + Al → Fe + Al2O3

- firework에서 가스생성 S + KClO4 → SO2 + KCl

(5)

- 알루미늄생산

Al2O3 + C → Al + CO2

- 비료제조를 위한 인산생산

Ca3(PO4)2 + H2SO4 → CaSO4 + H3PO4

- 광합성

CO2(g) + H2O(l) ^^태양광선 C6H12O6(aq) + O2(g)

(ex) 금속 Na와 물의 반응

Na(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g)

1) Na 6mol이 물과 완전 반응시 생성되는 수소의 몰수 2) Na 46g이 물과 완전 반응시 생성되는 수소의 질량

(ex) 음식물이 체내에서 분해되는 과정

C6H12O6(aq) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)

포도당 270g이 체내에서 분해되어 만들어지는 CO2의 량

- 정반응(forward reaction) 역반응(backward reaction)

- 가역반응(reversible reaction) 비가역반응(irreversible reaction)

- 과잉반응물(excess reactant) 한정반응물(limiting reactant)

- 전화율(fractional conversion) : 반응물의 도입량에 대한 반응량의 비

(6)

1. 무연탄이 전부 C로 되어있다고 가정할 때 무연탄 1kg 연소를 위해 필요한 공기의 무게(부 피)를 구하시오.

2. 수소 5.6Nm³를 이론산소로 완전연소 시킬 때 필요한 공기량[kg, Nm³]을 구하시오.

3. 프로판 1kg의 이론연소 공기량[kg]과 배기가스량을 구하시오.

4. 프로판 1kg을 공기비 1.1로 연소할 경우, 필요한 공기량[Nm³]은?