国家公務員総合職（化学・生物・薬学）H27年 問38解説

　問 題　　　　　

ガス吸収塔で混合気体と水を向流接触させて、気体中のアンモニアを吸収する。

図のように、吸収塔下部入口よりアンモニア 10.0 mol ％ 窒素 90.0mol ％の混合気体を 10.0 kmol・h^-1 で供給し、吸収塔上部入口から純水を40.0kmol・h^-1 で供給したところ、吸収塔上部出口から排出された混合気体のアンモニアのモル百分率が 5.00mol ％ となった。

吸収塔下部出口から排出された液中のアンモニアのモル百分率として最も妥当なのはどれか。ただし水による窒素の吸収水の蒸発は無視できるものとする。

1. 0.5mol％
2. 0.9 mol％
3. 1.3mol％
4. 1.7mol％
5. 2.1mol％

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

混合気体を 1時間に 10.0kmol 供給し、アンモニアが 10.0 mol% なので、1h で、1kmol の NH₃ が供給されています。全部で 10.0kmol なので、 残り 9kmol は N₂  です。

そして、0.5 kmol の NH₃ になって上から出ていっているので、水に溶けて、下に 0.5k mol 分 NH₃ が行くとわかります。

すると 純水 40.0kmol 中に NH₃ が 0.5kmol 溶け込んでいるのだから 0.5/40 = 1/80 ≒ 1.3 mol % です。

以上より、正解は 3 です。