가스상 물질의 시료포집시 사용된 활성탄관의 탈착에 주로 사용하는 탈착용매는? (단, 비극성물질 기준)
- 초산
- 헥산
- 메탄올
- 이황화탄소
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 비극성 가스상 물질의 활성탄관 탈착용매로 적절한 것을 묻고 있다. 유사상용의 원리에 따라 비극성 물질은 비극성 용매에 잘 녹으므로 이황화탄소가 적합하다.
비극성 유기화합물은 비극성 용매인 이황화탄소에 잘 용해되므로 주로 이를 탈착용매로 사용한다.
개념 한 쪽
산업위생관리산업기사 유사 노출군의 설정방법 — 시료채취·포집원리와 용매·효율 계산
유사 노출군을 설정하고 작업환경 시료를 채취할 때는 포집 원리와 장비의 용도, 흡착제와 탈착용매의 성질을 구분해야 한다. 여과포집에서는 농도구배에 따른 확산이나 관성충돌 등의 기전이 작용하며, 가스상 물질 탈착에는 물질의 극성에 맞는 용매를 선택해야 한다. 또한 직렬 연결된 포집기 전체 효율은 각 단계의 미포집률을 곱해 1에서 빼는 방식으로 산출한다는 점을 숙지해야 한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「유사 노출군의 설정방법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 탈착용매 선택 | 1 | 물질 극성에 따른 적절한 탈착용매 고르기 |
| 여과포집 원리 판별 | 1 | 농도구배 등 기술로 포집기전을 가리기 |
| 직렬 포집기 효율 계산 | 1 | 직렬 연결 장치의 전체 포집효율 계산하기 |
뜻
활성탄관에 포집된 가스상 물질을 분석하기 위해 흡착된 물질을 용매로 추출하는 과정을 탈착이라 한다. 탈착용매는 포집된 물질의 극성에 맞추어 선택해야 하며, 비극성 유기화합물의 탈착에는 비극성 용매인 이황화탄소가 주로 사용된다고 설명한다.
여과포집에서 입자가 여과지에 붙는 기전은 여러 가지가 있다. 질문에서 말하는 여과지 표면과 공기 사이의 농도구배에 따른 포집 원리는 확산이며, 입자 크기가 여과공극보다 클 때는 차단이나 체거름, 공기 흐름에 따른 관성 때문에 부딪히는 현상은 관성충돌로 분류된다고 정리한다.
포집장비의 분류와 사용 목적을 구분해야 한다. 순간시료채취(Grab sampling)는 특정 순간의 공기만 포집하는 방법으로 진공 플라스크, 시료채취 백, 캐니스터 등이 이에 해당한다. 반면 버블러는 공기를 액체에 용해시켜 일정 시간 동안 포집하는 적분시료채취 방식이라 순간시료채취에 포함되지 않는다고 설명한다.
여러 포집기를 직렬로 연결할 때 전체 포집효율 계산 방식은 동일한 원리를 따른다. 각 단계의 포집효율 η가 주어지면 전체 미포집률은 각 단계의 미포집률(1-η)을 곱한 값이며, 전체 포집효율은 1에서 그 곱을 빼서 구한다는 공식을 제시한다.
예제
대표 계산 1 — 두 개의 임핀저가 각각 90%의 포집효율을 가지는 경우 전체 포집효율은 다음과 같이 계산한다. 각 단계의 미포집률은 0.1이므로 전체 미포집률은 0.1×0.1=0.01이 된다. 따라서 전체 포집효율은 1-0.01=0.99로 99%가 된다.
대표 계산 2 — 각각 80% 효율의 임핀저 두 개를 직렬 연결한 경우 미포집률은 0.2이고, 전체 미포집률은 0.2×0.2=0.04가 된다. 따라서 전체 포집효율은 1-0.04=0.96으로 96%가 된다.
대표 기출 3문항
여과지 표면과 포집공기 사이의 농도구배(기울기)차이에 의해 오염물질이 채취되는 여과포집의 원리는?
- 차단
- 확산
- 관성충돌
- 체 거름
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 여과지 표면과 포집공기 사이의 농도구배에 의해 오염물질이 포집되는 원리가 무엇인지 묻고 있다. 농도구배에 의해 물질이 이동해 포집되는 메커니즘은 확산에 해당한다.
여과지 표면과 공기 사이의 농도구배 차이에 의해 오염물질이 채취되는 원리는 확산이다.
감각의 포집효율이 90%인 임핀저 2개를 직렬 연결하여 시료를 채취하는 경우 최종 얻어지는 포집효율은?
- 92.0%
- 95.0%
- 96.0%
- 99.0%
정답과 해설 보기
정답 ④ · 포집효율이 90%인 임핀저 2개를 직렬로 연결하면 첫 번째 임핀저에서 포집하지 못하고 통과한 나머지 입자를 두 번째 임핀저에서 다시 포집하게 됩니다. 첫 번째 임핀저를 통과한 비율은 100% - 90% = 10%이며, 두 번째 임핀저에서 이 10% 중 90%를 다시 포집하므로 추가 포집 효율은 10% × 90% = 9%가 됩니다.
직렬 연결된 임핀저의 전체 포집효율은 각 단계의 미포집률을 곱해 구한 후 1에서 빼는 방식으로 계산됩니다.
자주 묻는 물음
- 비극성 가스상 물질 탈착용매는 무엇을 쓰는가?
- 비극성 유기화합물은 비극성 용매에 잘 용해되므로 활성탄관 탈착에는 이황화탄소(CS2)를 주로 사용한다.
- 여과포집에서 농도구배가 언급되면 어떤 기전을 떠올려야 하는가?
- 여과지 표면과 공기 사이의 농도구배에 의해 입자가 이동해 포집되는 현상은 확산으로 판단한다.
- 임핀저를 직렬로 연결했을 때 전체 포집효율은 어떻게 계산하는가?
- 각 단계의 미포집률을 곱해 전체 미포집률을 구한 뒤 1에서 빼면 전체 포집효율을 얻는 방식으로 계산한다.
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