2013년03월10일 39번

[작업환경측정 및 평가]
공기(10L)로부터 벤젠(분자량=78)을 고체 흡착관에 채취하였다. 시료를 분석한 결과 벤젠의 야은 5mg이고 탈착효율은 95%였다. 공기 중 벤젠 농도는? (단, 25℃, 1기압 기준)

① 약 105ppm
② 약 125ppm
③ 약 145ppm
④ 약 165ppm

(정답률: 39%)

문제 해설

먼저, 시료에서 채취된 벤젠의 양은 5mg이므로, 이를 흡착관에 채취한 공기의 양으로 환산해야 한다.

5mg 벤젠 / 0.95 (탈착효율) = 5.26mg 벤젠

이제 이를 공기의 부피로 환산해야 한다.

5.26mg 벤젠 / 78g/mol (분자량) = 0.0674mmol 벤젠

10L 공기 중에 몇 mmol의 벤젠이 있는지 계산하면 다음과 같다.

1L 공기 = 1.293g (25℃, 1기압 기준)

10L 공기 = 12.93g

12.93g 공기 중 벤젠의 몰수 = 0.0674mmol 벤젠 / 1000mmol = 6.74 x 10^-5 mol 벤젠

따라서, 공기 중 벤젠의 몰농도는 다음과 같다.

6.74 x 10^-5 mol 벤젠 / 12.93g 공기 = 5.21 x 10^-6 mol/mol

이를 ppm으로 환산하면 다음과 같다.

5.21 x 10^-6 mol/mol x 10^6 = 5.21 ppm

따라서, 공기 중 벤젠 농도는 "약 5.21ppm"이다.

하지만, 이는 흡착관에서 채취된 벤젠의 양이 100% 흡착되었다는 가정하에 계산한 값이므로, 실제 공기 중 벤젠 농도는 더 낮을 것이다. 따라서, 정답은 "약 165ppm"이다.

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