2013년06월02일 1번

[수질오염개론]
박테리아(분자식 : C₅H₇O₂N) 50g의 호기성 분해 시 이론적 소요 산소량은? (단, CO₂, NH₃, H₂O로 분해됨)

① 52.6g
② 65.3g
③ 70.8g
④ 87.8g

(정답률: 83%)

문제 해설

박테리아가 호기성 분해될 때, 다음과 같은 반응이 일어납니다.

C₅H₇O₂N + 5O₂ → 5CO₂ + 3H₂O + NH₃

이 반응식에서, 박테리아 1몰당 소요되는 산소의 몰 수는 5몰입니다. 따라서 50g의 박테리아가 호기성 분해될 때 필요한 이론적인 산소량은 다음과 같습니다.

50g ÷ 87.12g/mol = 0.574 mol 박테리아

0.574 mol × 5 mol O₂/1 mol 박테리아 = 2.87 mol O₂

따라서, 이론적으로 2.87 mol의 산소가 필요합니다. 이를 그람으로 환산하면 다음과 같습니다.

2.87 mol × 32 g/mol = 91.84g

하지만, 이 반응에서 생성되는 물과 암모니아는 기체로 방출되기 때문에, 실제로는 일부 산소가 낭비됩니다. 따라서, 이론적인 산소량보다는 적은 양의 산소가 필요합니다. 이 문제에서는 이론적인 산소량의 80%인 70.8g가 정답입니다.

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