게시판 > 질답게시판 > 처음 남겨봅니다. 암모니아수의 증기압의 문제입니다...

스테파노 Stefano

07-06-29 21:56

(1) 암모니아수는 암모니아(NH3)가 물에 용해되어 NH4OH 상태로 녹아 있는 암모니아 수용액을 말합니다.
암모니아수의 농도 25%라고 하면 물속에 들어있는 NH4OH의 농도가 아니라 물속에 녹아있는 NH3만의 몰%일 수도 있고 무게%일 수도 있습니다. 농도는 이중 어느 것인지 명확히 구별해서 언급해야 합니다. 느낌으로 봐서 후자를 언급하고 있는 것으로 생각됩니다.

(2) 암모니아수의 증기압은 암모니아의 증기압과 수증기의 증기압이 함께 나타나기 때문에 증기 중에 암모니아도 섞여있고 수증기도 섞여 있게 됩니다.

따라서 암모니아수의 증기압은 수증기 증기압과 암모니아의 증기압이 합해져 나타납니다. 물론 물의 증기압이 암모니아에 비하여 현저하게 낮으므로 대부분이 암모니아에 의해 증기압을 갖게 됩니다.

(3) 암모니아수 탱크의 기상에는 공기와 암모니아 그리고 수분이 함께 혼합물 상태로 존재하게 됩니다. 따라서 전체의 압력이 대기압이고 암모니아 증기압이 527 mmHg이고 물의 증기압이 33 mmHg라고 했을 때 뚜껑이 열려져 있어 약간만의 공기이동만 있다고 한다면 시간이 경과되어 평형에 도달하면 (527/760)*100 m%가 암모니아, (33/760)*100 m%가 수증기, 그리고 나머지 (200/760)*100m%가 건조공기의 혼합물이 됩니다. 이 농도는 탱크의 기상의 부피와 관련이 없이 항상 일정한 농도가 됩니다. 증발된 암모니아나 수증기는 탱크내의 공기를 몰아내기 때문입니다.

(4) 그러나 탱크를 막아두면 상황은 달라집니다. 처음에 들어있던 공기에다 암모니아수의 증기압이 더해져서 압력이 대기압보다 올라가게 됩니다. 이 때에는 최종적으로 평형에 도달하여 나타내는 압력을 기준으로 농도가 달라집니다
증기압은 온도에만 관계되므로 만일 최종압력이 1000 mmHg로 되었다고 하면
분율로 해서 527/1000이 암모니아 33/1000이 수증기 그리고 (1000-560)/1000이 공기분율이 됩니다.

(5) 만일 탱크내에 공기만 들어있었는데 이를 막아둔 채로 암모니아수를 펌핑해서 넣어두는 경우에는 압력이 더욱 상승하게 됩니다. 액의 부피가 반정도 채워지면서 공기의 압력은 두배로 올라가게 되어 760 torr가 1520 torr가 되면 여기에 물과 암모니아의 증기압이 더해져서 2*760+527+33=2080 torr가 될 것이며 이때의 암모니아 물 공기의 몰분율은 각각

527/2080, 33/2080, 1520/2080이 됩니다. (처음에 탱크에 들어있던 공기중의 수분을 무시하고 계산하면 그렇고 처음이 공기중에 들어있던 수분압력 만큼 탱크내 공기의 분압은 떨어지지만 공기중의 수분량은 무시할 만합니다.)

(6) 탱크의 뚜껑이 열린상태라고 한다면 암모니아가 증발하면서 공기를 몰아내게 되면 (3)과 같은 상황이 되기 때문에 항상 탱크내의 암모니아와 수분의 농도는 일정하게 유지됩니다.

(7) 일단 농도는 그렇고 액면이 높을때에는 탱크내의 기상의 부피가 줄어들기 때문에 증발되어 있는 암모니아의 절대량은 줄어들겠지요. 액면이 높을때 증발되는 암모니아가 적다는 의미는 바로 이런 의미이며 농도가 달라지는 것은 아닙니다.

(2) 암모니아수의 증기압은 암모니아의 증기압과 수증기의 증기압이 함께 나타나기 때문에 증기 중에 암모니아도 섞여있고 수증기도 섞여 있게 됩니다.

따라서 암모니아수의 증기압은 수증기 증기압과 암모니아의 증기압이 합해져 나타납니다.  물론 물의 증기압이 암모니아에 비하여 현저하게 낮으므로 대부분이 암모니아에 의해 증기압을 갖게 됩니다.

(3) 암모니아수 탱크의 기상에는 공기와 암모니아 그리고 수분이 함께 혼합물 상태로 존재하게 됩니다.  따라서 전체의 압력이 대기압이고 암모니아 증기압이 527 mmHg이고 물의 증기압이 33 mmHg라고 했을 때 뚜껑이 열려져 있어 약간만의 공기이동만 있다고 한다면 시간이 경과되어 평형에 도달하면 (527/760)*100 m%가  암모니아,  (33/760)*100 m%가 수증기, 그리고 나머지 (200/760)*100m%가 건조공기의 혼합물이 됩니다.  이 농도는 탱크의 기상의 부피와 관련이 없이 항상 일정한 농도가 됩니다.  증발된 암모니아나 수증기는 탱크내의 공기를 몰아내기 때문입니다.

(4) 그러나 탱크를 막아두면 상황은 달라집니다.   처음에 들어있던 공기에다 암모니아수의 증기압이 더해져서 압력이 대기압보다 올라가게 됩니다.  이 때에는 최종적으로 평형에 도달하여 나타내는 압력을 기준으로 농도가 달라집니다  
증기압은 온도에만 관계되므로  만일 최종압력이  1000 mmHg로 되었다고 하면
분율로 해서 527/1000이 암모니아 33/1000이 수증기 그리고 (1000-560)/1000이 공기분율이 됩니다.

(5) 만일 탱크내에 공기만 들어있었는데 이를 막아둔 채로 암모니아수를 펌핑해서 넣어두는 경우에는 압력이 더욱 상승하게 됩니다.   액의 부피가 반정도 채워지면서 공기의 압력은 두배로 올라가게 되어 760 torr가 1520 torr가 되면 여기에 물과 암모니아의 증기압이 더해져서  2*760+527+33=2080 torr가 될 것이며 이때의 암모니아 물 공기의 몰분율은 각각

527/2080, 33/2080, 1520/2080이 됩니다.  (처음에 탱크에 들어있던 공기중의 수분을 무시하고 계산하면 그렇고 처음이 공기중에 들어있던 수분압력 만큼 탱크내 공기의 분압은 떨어지지만 공기중의 수분량은 무시할 만합니다.)

(6) 탱크의 뚜껑이 열린상태라고 한다면 암모니아가 증발하면서 공기를 몰아내게 되면 (3)과 같은 상황이 되기 때문에 항상 탱크내의 암모니아와 수분의 농도는 일정하게 유지됩니다.

(7) 일단 농도는 그렇고 액면이 높을때에는 탱크내의 기상의 부피가 줄어들기 때문에 증발되어 있는 암모니아의 절대량은 줄어들겠지요.   액면이 높을때 증발되는 암모니아가 적다는 의미는 바로 이런 의미이며 농도가 달라지는 것은 아닙니다.