위험물기능사 필기 요점 정리, 공부방법,기출문제 ⑨

위험물기능사 필기 요점 정리, 공부방법,기출문제

 

(2015년도 7월 19일 출제)
탄소 80%, 수소 14%, 황 6%인 물질 1kg이 완전연소 하기 위해 필요한 이론공기량은 약 몇 kg인가?(단, 공기 중 산소농도는 23wt%이다.)

해설:
먼저 화합물은 1kg이므로 탄소는 0.8kg, 수소 0.14kg, 황 0.06kg입니다. 이 때, 완전연소이므로 탄소, 수소, 황이 완전연소하였을 때의 화합물을 알아야 합니다. 즉, 탄소는 이산화탄소[CO2], 수소는 물[H2O], 황은 아황산가스[SO2]로 변한다는 것을 알아야 합니다.

여기서 중요한 포인트!

복잡한 이상기체 상태방정식을 생각할 필요가 없는 문제입니다. 이산화탄소를 기준으로 탄소 12kg를 연소시키기 위해서 필요한 산소의 양은 32kg입니다. 따라서 탄소 0.8kg을 연소시키기 위해서는 0.8*32/12kg만큼의 산소가 필요합니다. 다른 화합물도 각각의 비율을 따져 계산하면 됩니다. 

따라서 완전연소에 필요한 산소의 양을 식으로 표현하면
0.8*12/32 + 0.14*16/2 + 0.06*32/32
= 0.8*2.67 + 0.14*8 + 0.06*1
= 3.316 입니다.
이 때, 산소의 농도는 23wt%이므로
3.316*100/23=14.41kg 만큼의 공기가 필요합니다.

그리고 이것을 식으로 정리해놓은 것이 고체연료 이론 산소량입니다.
고체연료 이론산소량 = 2.667C + 8(H - O/8) + S
이 식을 그냥 외우는 것보다는 이렇게 한번 원리를 이해하는 것이 암기하는 것에 많은 도움이 됩니다.

 

 

 

(2016년도 7월 10일 출제)
다음과 같은 반응에서 5㎥의 탄산가스를 만들기 위해 필요한 탄산수소나트륨의 양은 약 몇 kg인가? (단, 표준상태이고 나트륨의 원자량은 23이다.)

2NaHCO3 -> Na2CO3 + CO2 +H2O

해설:
이 문제의 핵심포인트는 이상기체 상태방정식을 쓸 필요가 없다는 점이다.
단순히 위 식에서 얻을 수 있는 조건을 나열해보겠다.

1. 탄산수소나트륨의 분자량은 84이다.
2. 2몰의 탄산수소나트륨이 분해하면 1몰의 탄산가스가 생성된다.

그리고 표준상태일 때 1몰의 부피는 22.4㎥이다. 즉 탄산수소나트륨 84*2kg이면 22.4㎥의 탄산가스가 형성되는 것이다. 우리는 5㎥의 탄산가스가 필요하므로 식으로 표현하면

84*2 : 22.4 = x : 5 이므로
x = 84*2*5/22.4이다.

따라서 x = 37.5kg 이다.
문제를 풀기 전에 먼저 이상기체 상태방정식을 적용해서 문제를 풀어야 하는지 아니면 단순한 비례식만으로도 문제가 풀리는지 판단해보자. 오히려 문제를 풀 때 시간절약과 실수를 줄일 수 있을 것이라고 생각한다.

[자격증 15개 취득] 위험물기능사 필기 합격 비법