【환경화학】 2008 국가공무원 5급(기술) 제1문

2008 국가공무원 5급(기술) 제1문^]

 

추천글 : 【환경화학】 환경화학 목차 

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a. 화학의 기초

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도두 님 지적사항 반영 (22.11.10)

풀이항상감사해요 님 지적사항 반영 (23.01.28)

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Q. 다음 화합물들의 gram 당량(equivalent)을 소수점 이하 첫째 자리까지 계산하고 그 근거를 간단히 설명하시오. (단, 구성 원소들의 원자량은 다음과 같다: K(39), Mn(55), O(16), S(32), Cr(52), Ba(137.3), Al(27), Ca(40), C(12).)

 

개요

gram equivalent란 equivalent weight라고도 하며, 원자량 혹은 분자량을 당량으로 나눈 것이다. (즉, 1몰 당량이 몇 그램인지)

경우 1. 산∙염기 반응에서 gram equivalent란 1몰의 proton을 제공하거나 1몰의 proton과 반응하는 물질의 양이다.

경우 2. 산화∙환원 반응에서 gram equivalent란 1몰의 전자를 제공하거나 1몰의 전자와 반응하는 물질의 양이다.

경우 3. 침전 반응에서 gram equivalent란 1몰의 이온과 반응하는 물질의 양이다.

 

Q1. 산성용액에서 산화제로서 KMnO₄

○ 산성용액에서의 반응식 (산화∙환원 반응)

 

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- → Mn²⁺ + 4H₂O

 

○ KMnO₄의 Mn은 산화수 +7인데 산화수가 +2인 Mn²⁺로 환원할 수 있으므로, KMnO₄ 1 g 당 0.03164557 mol 전자와 반응

 

1 g × (1 mol / 158 g) × (7 - 2) = 0.03164557

∴ gram equivalent = 31.6 (g) 

 

Q2. 산성용액에서 산화제로서 K₂Cr₂O₇ 

○ 산성용액에서의 반응식 (산화∙환원반응)

 

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

 

○ 반응식을 통해, K₂Cr₂O₇ 1 g 당 0.02040816 mol 전자와 반응함을 알 수 있음 

 

1 g × (1 mol / 294 g) × 6 = 0.02040816

∴ gram equivalent = 49 (g)

 

Q3. 침전반응에서 BaSO₄ 

○ 침전반응에서의 반응식 (침전반응)

 

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

 

○ BaSO₄ 1 g을 생성하는 데 0.004286327 mol의 Ba²⁺가 소모됨

○ 이온전하가 +2, -2로 대응되므로, 2배수를 고려해 주어야 함

 

1 g × (1 mol / 233.3 g) × 2 =  0.008572653

∴ gram equivalent = 116.65 (g)

 

Q4. 알루미늄염으로서 가수분해 될 때의 Al₂(SO₄)₃ 

○ 가수분해 반응식 (산∙염기반응)

 

Al₂(SO₄)₃ + 6OH^- → 2Al(OH)₃ + 3SO₄^2-

 

○ Al₂(SO₄)₃ 1 g당 0.01754386 mol OH^-와 반응

 

1 g × (1 mol / 342 g) × 6 =  0.01754386

∴ gram equivalent = 57 (g)

 

Q5. 경도나 알칼리도를 나타낼 때의 CaCO₃ 

○ 중화 반응식 (산∙염기반응)

 

CO₃^2- + 2H⁺ → H₂CO₃ → H₂O + CO₂

 

○ CaCO₃ 1 g 당 0.02 mol H⁺와 반응

 

1 g × (1 mol / 100 g) × 2 = 0.02

∴ gram equivalent = 50 (g)

 

입력: 2022.09.23 01:01

수정: 2022.11.10 00:50