【환경화학】 2008 국가공무원 5급(기술) 제4문

2008 국가공무원 5급(기술) 제4문^]

 

추천글 : 【환경화학】 환경화학 목차

---

a. 용액의 총괄성

---

풀이항상감사해요 님 지적사항 수정 (23.04.03)

---

 

Q. 아래의 간단한 반투막 시스템에서 삼투현상을 설명하시오. 

 

Q1. 유리관의 한쪽 끝을 반투막으로 막고 유리관에 100 mL의 0.01 M NaCl 용액을 넣어 증류수를 담고 있는 수조에 반투막으로 막은 쪽을 담근 경우 일어나는 현상과 그 이유를 설명하시오.

 

A1. 

○ 유리관 내 이온의 농도는 0.02 M이고, 증류수 내 이온의 농도는 거의 0에 가깝다.

○ 따라서 유리관 내 용액의 삼투압이 더 높으므로 증류수의 물이 유리관 내로 이론상 전부 이동한다. 

 

Q2. 1번의 유리관을 0.01 M Na₂SO₄ 용액이 담긴 수조에 반투막을 막은 쪽을 담근 경우, 일어나는 현상과 그 이유를 설명하시오.

 

A2. 

○ 유리관 내 이온의 농도는 0.02 M이고, 수조 내 이온의 농도는 0.03 M이다.

○ 따라서 수조 내 이온의 농도가 더 높으므로 유리관 내 물이 수조 내로 이동한다.

○ 수조의 크기가 무한히 크다면, 이동하는 물의 양은 (유리관 내 이온의 농도가 0.03 M이 되도록) 100/3 mL이 돼야 한다. 

 

Q3. 25 ℃에서 0.01 mol NaCl과 0.005 mol MgCl₂가 녹아 있는 1 L의 용액에서 0.5 L의 물을 생산하고자 한다. 역삼투 시스템을 사용할 경우 이론적으로 필요한 압력을 소수점 이하 둘째 자리까지 계산하시오. 

 

A3. 

○ 이론적으로 필요한 압력은 위 혼합 용액이 0.5 L의 물이 제거된 농축되어 삼투압이 증가된 경우에 평형을 이룰 수 있는 압력이어야 한다.

○ 농축되기 전 주어진 용액에서 총 이온의 농도 = 0.035 M

○ 0.5 L의 물이 제거된 농축 용액에서 총 이온의 농도 = 0.07 M

○ 이론적으로 필요한 압력 = 0.07 M × 0.082 atm∙L / mol·K × (273 + 25) K = 1.711 atm

 

입력 : 2022.09.25 10:09