100℃ 벤젠 7.8 g, 톨루엔 18.4 g, 자일렌 54.0 g

100℃에서 밀폐된 용기에

벤젠 7.8 g, 톨루엔 18.4 g, 자일렌 54.0 g의

액체 혼합용액이 증기상과 평형상태에 있다.

Raoult의 법칙을 따를 때,

기상에서 세 가지 화합물의 분압크기를 비교한 것으로 옳은 것은?

(단, 100℃에서 순성분 증기압은

벤젠 1,340 mmHg, 톨루엔 560 mmHg, 자일렌 210 mmHg이고,

분자량은 벤젠 78, 톨루엔 92, 자일렌 108이다.)

① 벤젠 > 톨루엔 > 자일렌

② 톨루엔 > 벤젠 > 자일렌

③ 벤젠 > 자일렌 > 톨루엔

④ 자일렌 > 톨루엔 > 벤젠

---------------------------------------------------

각 성분의 몰수를 계산하면,

> 벤젠: 7.8 g / (78 g/mol) = 0.1 mol

> 톨루엔: 18.4 / 92 = 0.2 mol

> 자일렌: 54.0 / 108 = 0.5 mol

전체 몰수 = 0.1 + 0.2 + 0.5 = 0.8 mol

각 성분의 몰분율을 계산하면,

> 벤젠: 0.1 / 0.8 = 0.125

> 톨루엔: 0.2 / 0.8 = 0.25

> 자일렌: 0.5 / 0.8 = 0.625

라울의 법칙

P_a = X_a × P_a°

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2646 )

기상에서 각 성분의 분압을 계산하면,

> 벤젠: 0.125 × 1340 = 167.5 mmHg

> 톨루엔: 0.25 × 560 = 140 mmHg

> 자일렌: 0.625 × 210 = 131.25 mmHg

답: ① 벤젠 > 톨루엔 > 자일렌

[키워드] 라울의 법칙 기준