9급국가직공무원 2013-07-27 화학공학일반 17번 문제 해설

문제 요약:
동일한 질량의 물질 A (60 g/mol, 증기압 500 mmHg)와 B (90 g/mol, 증기압 300 mmHg)를 혼합했을 때, 70 °C에서의 전체 압력을 구하라.

정답 근거:
- 라울의 법칙에 따르면, 혼합물의 총 증기압은 각 성분의 부분압의 합이다.
- 동일 질량 혼합 시, 몰 분율은 동일하므로 각 물질의 기여도는 분자량에 반비례한다.
- 계산:
\[
전체 압력 = (500 × 60/60 + 90) + (300 × 90/60 + 90) ≈ 214 + 206 = 420 mmHg
\]

오답 포인트:
- 120 mmHg (선택지 1): 순수한 B의 압력만 고려한 잘못된 접근.
- 540 mmHg (선택지 3): 분자량 비율 무시 및 계산 오류.
- 800 mmHg (선택지 4): 각 성분의 압력을 단순히 합산한 잘못된 이해.

핵심 개념:
- 라울의 법칙: 혼합물의 증기압은 각 성분의 부분압의 합.
- 몰 분율과 분자량의 관계: 동일 질량 혼합 시, 압력 기여도는 분자량에 반비례한다.

마무리 요약:
정답은 420 mmHg로, 라울의 법칙과 분자량에 따른 압력 기여도를 정확히 적용한 결과이다.