몇 g인지 물어봤다면, 몰수를 물어본 게 아닌 것 같은데요!
식을 써드릴까 하다가
네이버에 아주 잘 풀어놓으신 분이 계셔서 첨부합니다 :)
와아~~~ 이런것도 공무원 시험에 나오나요? 정말 대단하십니다...
연소식을 보면 비율이 1:2입니다.
따라서 산소는 32g입니다.
분자의 반응은 질량 기준이 아닌 분자 수(몰 수) 기준으로 계산하셔야 합니다.
따라서 연소에 필요한 질량을 구하시려면
질량을 몰 수로 환산하고, 환산한 몰수와 연소 반응식을 이용해
필요한 물질의 몰 수를 구하고, 구한 몰 수를 다시 질량으로 환산하는 작업이 필요합니다.
메탄의 연소식입니다.
메탄 16g은 메탄이 1mol만큼 있을때의 질량입니다.
메탄이 완전히 연소하기 위해서는 메탄 한 분자 당 산소 두 분자가 필요합니다.
따라서 1mol의 메탄을 완전히 연소시키기 위해서는 산소 2mol이 필요합니다.
산소 2mol은 질량으로 환산시 32g이므로,
구하시는 산소의 질량은 32g이 되겠습니다.
메탄의 화학반응식은 CH4+2O2 -> CO2+2H2O 입니다
메탄 1개를 완전연소하기 위해서 공기 2개가 필요하다는 공식이 되는데요
공기 중에 산소는 21%를 차지합니다 산소의 체적비 = 100% : 21%입니다
메탄에 대한 산소의 체적비 2배를 대입하면 공기의 체적비 2배가 됩니다
즉, 2배 = 100% : 21% 라는 공식이 나오는데 계산해보면
100 나누기 21은 약 4.76 이 나오고 곱하기 2를 하면 약 9.52가 나옵니다
공기의 체적비는 메탄의 약 9.5배입니다
메탄 16g를 완전 연소하기 위해서는 공기 32g 이 필요하며 공기중 산소만 볼때 6.72g 이 필요합니다
몰은 각 원자의 원자량 합을 분자량이라 하는데 물질의 분자량에 g을 붙인 값이 그 물질의 몰질량이라고 합니다
예를들어 산소 O2 1몰의 질량은 32g, 이산화탄소CO2 1몰의 질량은 44g입니다 O=16 / C=12 / H=1
메탄 CH4는 16g이 1몰의 질량이 됩니다 산소는 32g이 1몰이 됩니다
나올 수 있는 내용을 한번 다 정리해 보았는데요
출제자 의도에 따라서 몰인지 체적비인지 질량인지 공기중 산소인지 파악하셔서 문제를 푸셔야 합니다
메탄 16g을 완전연소 하기 위해 필요한 산소의 질량은 몇 g 이냐? 라는 질문은 산소 1몰 32g 을 쓰시면 되고
공기중 산소 g을 묻는다면 6.72g이 됩니다 O2와 공기 및 산소를 어떤 개념으로 쓰느냐에 따라서 정답이 나누어 질 수 있는데
정답지에 32g이 있다면 32g이 정답이고 6.72g이 있다면 6.72g이 정답인데 아마 32g이 정답일 것 같습니다
마지막 설명은 좀 혼동을 줄 수 있을것 같지만.. 아무쪼록 공기중에 21%가 산소이다 라는것은 암기하시고 넘어가셨으면 좋겠습니다