【환경화학】 2014 국가공무원 5급(기술) 제4문

2014 국가공무원 5급(기술) 제4문

 

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a. 반응속도론

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Q. 다음의 연계반응에서 B와 C의 초기농도는 0이며, A의 초기 농도를 A0라고 할 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 각 반응은 1차 반응이라 가정한다.)

 

A → B,  반응속도 상수 : k₁

B → C,  반응속도 상수 : k₂

 

Q1. A, B, C의 반응속도식을 나타내고, 이와 같은 반응의 예를 2개 제시하시오.

 

A1.

A의 반응속도식 :－d[A]／dt = k₁[A]

B의 반응속도식 : d[B]／dt = k₁[A]－k₂[B]

C의 반응속도식 : d[C]／dt = k₂[B]

예 : 이성질화 반응, 핵 반응

 

Q2. 위에서 구한 세 개의 반응 속도식을 이용하여 A, B, C의 농도를 시간의 함수로 나타내시오. (단, B의 농도는 적분인자 방법을 이용하시오.)

 

A2. 

ln（[A0]／[A]）= k₁t 

→ [A] = [A]₀ exp（-k₁t）

d[B]／dt + k₂[B] = k₁ [A]₀ exp（-k₁t） 

→ d( [B]exp（k₂t）)／dt = k₁ [A]₀ exp（k₂t - k₁t）

→ [B] = k₁ × [A]₀ ÷ （k₂ - k₁）× （exp（-k₁t） - exp（-k₂t））

d[C]／dt = k₂[B] = k₂k₁ × [A]₀ ÷ （k₂ - k₁）× （exp（-k₁t） - exp（-k₂t））

→ [C] = k₂k₁ × [A]₀ ÷ （k₂ - k₁）× 〔［exp（-k₁t）-1］ ÷ (-k₁ ) - ［exp（-k₂t）- 1］ ÷ (-k₂ )〕

 

입력 : 2019.04.01 17:40