500 m3 방안 10개비 담배 1개비당 1.4 mg 포름알데히드

500 m3 방안 10개비 담배 1개비당 1.4 mg 포름알데히드

500 m3 크기의 방안에서 10명 중 5명이 담배를 피우고 있다.

1시간 동안 5명이 총 10개비의 담배를 피울 때

담배 1개비당 1.4 mg의 포름알데히드가 발생한다면

1시간 후 방안의 포름알데히드 농도(ppm)를 계산하시오.

(단, 포름알데히드는 완전혼합되고, 담배를 피우기 전의 농도는 0,

실내온도 25℃이고, 정답은 소수점 셋째 자리까지 작성한다.)

발생하는 포름알데히드의 질량을 계산하면,

10개비 × (1.4 mg / 1개비)

= 14 mg

포름알데히드, HCHO의 몰질량 = 30.0260 ≒ 30 g/mol 이므로,

14 mg 포름알데히드의 몰수를 계산하면,

(14 mg) (1 g / 1000 mg) (1 mol / 30 g)

= (14) (1 / 1000) (1 / 30)

= 0.0004667 mol

(500 m3) (1000 L / 1 m3)

= 500000 L 공기

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2024/05/ideal-gas-equation-pv-nrt.html )

500000 L 공기의 몰수를 계산하면,

n = PV / RT

= [(1) (500000)] / [(0.08206) (273.15 + 25)]

= 20436.3663 mol

ppm = (오염물질의 mol수 / 공기의 mol수) × 10^6

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5494 )

= (0.0004667 mol / 20436.3663 mol) × 10^6

= 0.0228367

= 0.0228 ppm

PV = nRT 로부터,

0.0004667 mol 포름알데히드의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (0.0004667) (0.08206) (273.15 + 25) / (1)

= 0.01141837 L

(0.01141837 L) (1 m3 / 1000 L)

= 1.141837×10^(-5) m3

ppm = (오염물질의 부피 / 공기의 부피) × 10^6

= (1.141837×10^(-5) m3 / 500 m3) × 10^6

= 0.0228367

= 0.0228 ppm

0℃, 1기압에서 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

0.0004667 mol × (22.4 L / 1 mol)

= 0.01045408 L 포름알데히드

V1 / T1 = V2 / T2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/9578 )

V2 = V1 T2 / T1

= (0.01045408) (273.15 + 25) / (273.15)

= 0.01141089 L

= 1.141089×10^(-5) m3 포름알데히드

---> 25℃에서 포름알데히드의 부피

ppm = (오염물질의 부피 / 공기의 부피) × 10^6

= (1.141089×10^(-5) m3 / 500 m3) × 10^6

= 0.0228218

= 0.0228 ppm

[키워드] HCHO 기체 ppm 기준, 포름알데히드 기체 ppm 기준