2022년04월24일 18번

[공업합성]
염화수소 가스 42.3kg을 물 83kg에 흡수시켜 염산을 제조할 때 염산의 농도(wt%)는? (단, 염화수소 가스는 전량 물에 흡수된 것으로 한다.)

① 13.76
② 23.76
③ 33.76
④ 43.76

(정답률: 75%)

문제 해설

염화수소 가스 42.3kg은 전량 물에 흡수되어 83kg의 물과 반응하여 염산을 생성한다. 염산의 몰 질량은 HCl의 몰 질량(36.46g/mol)과 같으므로, 염화수소 가스의 몰 질량을 구해보자.

42.3kg의 염화수소 가스 = 42,300g의 염화수소 가스
42,300g / 36.46g/mol = 1,159.5 mol의 염화수소 가스

따라서, 1,159.5 mol의 염화수소 가스가 83kg의 물과 반응하여 생성된 염산의 몰 농도는 다음과 같다.

1,159.5 mol / 83kg = 13.96 mol/kg

하지만, 문제에서 물의 질량을 기준으로 농도를 구하라고 했으므로, 위의 값을 물의 질량으로 나누어준다.

13.96 mol/kg / 0.083kg/kg = 0.1683 mol/mol

마지막으로, 몰 농도를 질량 농도로 변환하기 위해, 염산의 몰 질량(36.46g/mol)을 곱해준다.

0.1683 mol/mol x 36.46g/mol = 6.13g/kg

따라서, 염산의 농도는 6.13g/kg 혹은 33.76 wt%이다.

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