게시판 > 질답게시판 > n2 속에 포함되어 있는 h2 mol% 계산식

Stefano

23-06-14 21:58

첫문제는 System 내에 유입되는 물질내에 들어있는 각 성분의 몰수(몰유량)로부터 전체 몰수(몰유량)를 구한 다음 각 성분의 몰비로부터 몰%농도를 구하면 됩니다. 두번째 문제는 복잡한듯 해도 1)수소 몰농도(X2, x2)로부터 질소 몰농도(X1, x1)를 알수 있고 2) 질소몰유량(n1)으로부터 전체기체 몰유량(nt)을 알아낸 다음 3) 여기에 수소몰비(x2)를 곱하면 수소의 몰유량(n2)을 알 수 있는데 4) 이 값에 수소분자량(M2)을 곱하면 수소질량유량(m2)이 계산되지요.

ni= mi/Mi = i 성분의 몰유량 ....(1) [kg-mole/h], Mi=i 성분 분자량[kg/kg-mole], mi = i성분 질량유량[kg/h]

n1+ n2 + ..... = nt ..............(2) ni = i성분 몰유량[kg-mole_i Component/h], nt=전체 몰유량[kg-mole_Total/h]

n1/nt = x1, n2/nt=x2, .........(3) xi = i 성분 몰분율 [mole/mole]; (참고: x1 + x2 + ..= Σxi= 1 ..(4) )

100%*(xi) = Xi % ....(5) Xi= i 성분 mol%농도; mole 분율을 mole %로 환산하려면 100%를 곱함.(참고: ΣXi=100%...(6))

위의 1~5식에 1= N2, 2=H2 를 적용하여 첫번문제(m1=4000 kg_N2/h)와 두번째 문제(m1=4500 kg_N2/h)에 대하여 ni, xi, Xi, mi 를 직접 계산해 보세요 (M1=28.013 , M2=2.016 적용)

이하늘님 cjcafe

23-06-17 18:43

답변감사합니다. 정답이 맞는지 봐주시겠어요?
첫번째는 N2와 H2 전체몰수가 160.55 나왔고 평균분자량은 0.03977 로 계산이 되었습니다.
그래서 0.3977 x 37 x 2.016 = 2.966 mol% 가 나왔는데 맞는지요?

두번째 문제는 H2 가 17.62 kh/hr 로 계산이 되는데 맞는 답인가요?
위에 식은 저한데 어려운거 같습니다. 좀더 쉽게 수식이나 숫자등으로 알려주시면 감사하겠습니다.

스테파노 Stefano

23-06-17 21:50

(1)
n1 = 4,000/28.013 = 142.791 kg-mole-N2/h n2 =37/2.016 =18.335 kg-mole-H2/h nt=164.126 kg-mole/h
x2= n2/nt = 0.1117 mole_H2/mole Total,

∴ X2=11.17m% of Hydrogen

(2)
n1= 4,500/28.013 = 160.640 kg-mole-N2/h X2 = 5.20 m%_H2, x2=0.0520 mole_H2/mole Total
x1=1-0.052 = 0.9480 mole N2/mole Total
x1 = n1/nt ==> nt = n1/x1 = 160.640 kg-mole_N2/h/0.948 kg-mole_N2/kg-mole Total = 169.45 kg-mole Total/h

n2 = x2*nt ==> n2= 0.0520*169.45 kgmole_H2/h =8.811kg_mole_H2/h;
n2 =m2/M2 ==> ∴ m2=n2*M2 = 8.811 kg-mole_H2/h * (2.016 kg_H2/kg-mole_H2) = 17.764 kg_H2/h

이하늘님 cjcafe

23-06-18 13:23

답변 감사드림니다. 이제 이해가 조금 가네요. 많은 도움이 되움이 되었습니다. ^^

스테파노 Stefano

23-06-18 15:14

평균 분자량 0.03977이 왜 거론되었고 또, 그값이 어떻게 나왔는지 궁금한데... 어느 물질이든지 평균분자량은 수소의 분자량 2.016보다 작아질 수 없습니다. 가장 분자량이 작은 물질이 수소이기 때문입니다. 평균 분자량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

평균분자량 = mt/nt = (n1*M1+n2*M2+...)/nt = x1*M1+x2*M2+ .. = 0.8883*28.013 + 0.1117*2.016 = 25.109