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공업화학화공기사(구) · 2021년05월15일 · 75/100

75.1기압에서의 HCl, HNO3, H2O의 ternary plot과 공비점 및 용액 A와 B가 아래와 같을 때 틀린 설명은?

화공기사(구) 75번 문제 이미지
1
황산을 이용하여 A용액을 20.2wt% 이상으로 농축할 수 있다.정답
2
황산을 이용하여 B용액을 75wt% 이상으로 농축할 수 있다.
3
A용액을 가열 시 최고 20.2wt%로 농축할 수 있다.
4
용액을 가열 시 80wt%까지 농축할 수 있다.

해설

공비점 azeotrope: 혼합물이 액체->기체 증발할때, 한몸처럼 같이 움직이기 때문에 액체의 A,B raito와 기체의 A,B ratio가 같은경우 Example: 물과 에탄올 혼합물은 물에서도 5:95, 기체에서도 5:95 를 보인다. 때문에 이 혼합물에서 순수한 에탄올을 만들수가 없음. Ternary plot은 세가지 물질의 혼합물 조성을 표현한다. A. 코너부분은 해당물질이 100%인 경우 B. 삼각형 안쪽의 점은 세 물질의 혼합물을 표현 농축이라 하면 잘 와닿지 않는데, 여기서는 한 성분을 다른성분에 비해 높이기 위한 작업을 의미한다. 그렇게 생각하면, 공비점이 바로 한 성분의 %가 최대인 점이 될것이다. Feed(A): 15wt% 화학공정에서 Feed는 투입되는 원료를 의미한다. A라는 원료가 HCl 15wt%란 소리 마찬가지로 Feed(B)는 HNO3 75 wt% 용액이라는 소리 문제에서 '공비점 및 용액A와 B'라고 했으니, 좌변의 68wt%, 우변의 20.2wt%가 각각 HNO3(aq), HCl(aq)의 공비점일 것이다. 이제, 문제를 풀 수 있다. 1. 20.2wt%가 공비점인데, 그위로는 HCl ratio를 높힐수가 없다. 2. HNO3는 황산으로 탈수시킬수가 있다. ★암기 3. 맞말 4. 용액을 가열한다고 공비점을 넘겨서 농축할 수는 없지 않나? 과학적 예외가 있는것인가? 이부분은 잘 모르겠다...

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