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2020년08월22일 30번

[작업환경측정 및 평가]
20mL의 1% sodium bisulfite를 담은 임핀저를 이용하여 포름알데히드가 함유된 공기 0.4m3을 채취하여 비색법으로 분석하였다. 검량선과 비교한 결과 시료용액 중 포름알데히드 농도는 40μg/mL이었다. 공기 중 포름알데히드 농도(ppm)는? (단, 25℃, 1기압기준이며, 포름알데히드의 분자량은 30g/mol이다.)

  • ① 0.8
  • ② 1.6
  • ③ 3.2
  • ④ 6.4
(정답률: 35%)

문제 해설

먼저 시료용액 중 포름알데히드 농도가 40μg/mL이므로, 20mL의 시료용액에는 40μg/mL x 20mL = 800μg의 포름알데히드가 포함되어 있다는 것을 알 수 있습니다.

이제 이 시료용액을 사용하여 공기 0.4m3을 채취하였으므로, 공기 중 포름알데히드 농도는 800μg ÷ 0.4m3 = 2000μg/m3 입니다.

하지만 이 문제에서 원하는 단위는 ppm(ppm은 백만분율)이므로, 먼저 2000μg/m3을 mg/m3 단위로 변환해야 합니다. 이를 위해서는 1mg = 1000μg 이므로, 2000μg/m3 ÷ 1000 = 2mg/m3 입니다.

마지막으로, 공기 중 포름알데히드 농도를 ppm으로 변환하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

ppm = (물질의 분자량 × 농도(mg/m3)) ÷ (기체상수 × 온도(℃) + 273.15)

여기서 물질의 분자량은 30g/mol, 기체상수는 0.0821 L·atm/mol·K 입니다. 또한, 25℃를 켈빈 온도로 변환하면 25℃ + 273.15 = 298.15K 입니다.

따라서, ppm = (30g/mol × 2mg/m3) ÷ (0.0821 L·atm/mol·K × 298.15K) = 1.6 ppm 입니다.

따라서, 정답은 "1.6" 입니다.
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