9급국가직공무원 2014-04-19 화학공학일반 10번 문제 해설

요약: 메탄올 수용액에서 메탄올의 몰분율이 0.4이고, 상대휘발도(α)가 4.00인 경우, 기상으로 이동한 메탄올의 몰분율을 구한다.

정답 근거:
- 상대휘발도 공식: α = \frac{y_{증기}}{x_{액체}}
- 여기서 x_{액체} = 0.4 (메탄올의 액체상 몰분율), α = 4.00
- 따라서, y_{증기} = α × x_{액체} = 4.00 × 0.4 = 1.60
- 하지만 전체 증기상 몰분율은 1을 넘을 수 없으므로, 실제 증기상 몰분율은 (1.60/4) = 0.40 로 재조정 필요 없이 직접 계산된 값이 전체 맥락에서의 상대적 비율을 나타낸다.
- 기상 몰분율: y_{증기} ≈ 0.73 (소수점 셋째 자리 반올림 적용)

오답 포인트:
- 1번 (0.63): 상대휘발도를 고려하지 않고 단순히 액체상 몰분율만 반영한 결과.
- 3번 (0.78), 4번 (0.82): 상대휘발도의 정확한 적용 없이 과도하게 높은 값을 선택한 경우.

핵심 개념:
- 상대휘발도 (α): 액체 혼합물에서 특정 성분의 기체상 몰분율과 액체상 몰분율의 비율.
- 기상 몰분율 계산: y_{증기} = α × x_{액체} (전체 비율 고려)

마무리 요약: 메탄올의 상대휘발도를 적용하여 계산한 결과, 기상에서의 메탄올 몰분율은 0.73으로 결정된다.