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학습Q&A

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글 정보
제  목 2021년 지방직 9급 화공일반[촉매 물질전달]
수강 강좌 [기출]9급 화공직 화학공학일반(60일)
질문 강의 2021년 국가직 9급 화공직 공무원 화학공학일반 기출문제 해설(2) ( 확인이 필요한 강의 구간 : )
교재 ( Page )
등록일 2025.06.05 조회수 21

교수님 고민하다가 질문드립니다!

 

문 18. 다공성 촉매를 이용한 불균일계 촉매반응에서의 물질전달에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 

① 벌크(bulk) 유체의 속도가 충분히 빠르면 벌크유체로부터 촉매 표면으로의 외부 물질전달 단계가 반응의 속도결정단계이다.

② 촉매 입자의 크기가 작을수록 경계층의 두께가 줄어들어 외부 물질전달 저항이 줄어든다. 

③ 벌크 유체의 속도는 촉매 입자 내부에서의 물질확산에 영향을 주지 않는다. 

④ 기공의 크기가 기체 분자의 평균자유경로보다 작으면 다공성 촉매 기공 내부에서의 기체 확산은 Knudsen 확산으로 설명할 수 있다.

 

1번이 답인데요

2번보기가 헷갈립니다. 촉매입자 크기가 줄어든다-> 유체랑 접촉하는 표면적이 넓어짐-> 경계층 두께

가 감소-> 외부 물질전달 저항 감소(물질전달이 잘 일어남) 이게 맞을까요?

 

이홍주 (25-06-08 19:02)
촉매입자가 줄어들수록 상대적인 표면적은 증가하게 됩니다. 이때 벌큐유체와 접촉면적이 넓어지면서 경계층의 두께 (벌크유체와 촉매표면사이의 반응물의 농도구배가 생기는 두께)가 감소하게 됩니다. <비슷한 예가 될지는 모르겠으나 쉽게 설명하면 놀이동산에 들어가기 위해 표를 구매하기 위해 기다리는 줄이 길게 늘어져 있는데 표를 판매하는 곳이 많아지면 그만큼 기다리는 줄이 줄어들게 되는 것과 비슷하게 보시면 됩니다.> 따라서 쉽게 들어가기 때문에 외부물질전달 저항 감소로 이어진다고 보시면 됩니다. 감사합니다.
이서희 (25-06-08 22:26)
촉매 입자 크기가 작을수록 벌크유체랑 접촉하는 면적이 커지니까 상대적으로 경계층은 감소한다 이해되었습니다!! 사례까지 설명해주시다니...감사합니다.

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