개념 한 쪽
가스분석은 혼합가스 중 특정 성분을 선택적으로 제거하거나 검출하여 그 양을 결정하는 절차이다. 흡수제와 분석법을 맞추어 적용하고, 연속 흡수 과정에서는 흡수 전후의 부피 차이를 통해 각 성분의 부피를 구한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「가스분석」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 누출 검사용 약품 매칭 | 1 | 특정 유독가스의 누출 검사용 약품을 가리기 |
| 수소 발생 반응 판정 | 1 | 금속과 산·염기 반응으로 수소 발생 가능 여부를 판정하기 |
| 산소농도 변화 영향 판단 | 1 | 공기 중 산소 증가가 연소 특성에 미치는 영향 판단하기 |
가스분석에서는 각 가스에 적합한 흡수제나 검출기를 사용하여 특정 성분을 선택적으로 분리·측정한다. 예를 들어 이산화탄소(CO2)는 산성 가스이므로 알칼리성 흡수제인 수산화칼륨(KOH) 수용액에 의해 흡수된다는 설명이 주어진다. 각 가스는 대응하는 흡수제나 검출법이 있으므로 가스와 약품·장치의 대응을 암기하면 분석에 유리하다.
검출기는 감응 대상이 서로 다르다. FID(불꽃 이온화 검출기)는 탄화수소에 선택적으로 감응하고 H2O나 CO2 등 비탄화수소에는 감응하지 않는 특성이 있다. TCD는 열전도도 차이에 의해 대부분의 기체를 감지하고, ECD는 전자친화도가 높은 할로겐 화합물에 민감하다는 구분이 제시된다.
현장 규정이나 관리상 필요에 따라 특정 분석법이 표준으로 정해지기도 한다. 예컨대 연소성 측정에는 헴펠식 분석법이 표준적으로 사용된다는 설명이 포함된다. 이처럼 법령상 또는 운영상 기준과 분석 방법을 연결하여 기억해야 한다.
연속 흡수에 의한 정량에서는 단계별로 부피 감소분이 각 성분의 부피가 된다. 초기 총부피에서 흡수 후 남은 부피를 비교하면 각 기체의 용적을 구할 수 있으므로, 흡수 전·후의 부피 차이를 계산하는 절차를 숙지해야 한다.
어떤 시료 100mL에서 먼저 CO2를 흡수하여 88mL가 남고, 이어 O2를 흡수하여 54mL가 되었으며, 다시 CO를 흡수하여 50mL가 남았다고 가정한다. 이 경우 CO2는 100 - 88 = 12mL, O2는 88 - 54 = 34mL, CO는 54 - 50 = 4mL이며 잔존 기체 50mL는 질소로 판단한다. O2의 용적백분율은 (34 / 100) × 100 = 34%가 된다.
흡수제 매칭 예시는 다음과 같다. 이산화탄소는 수산화칼륨(KOH) 수용액으로 흡수하고, 산소는 피로갈롤 용액으로 흡수한다는 설명이 제공된다. 또한 시안화수소(HCN)의 누출 검사는 질산구리벤지딘 용액을 이용하여 적갈색 침전 형성 여부로 확인한다는 점을 유의한다.
검출기 선택 예시는 FID를 탄화수소 분석용으로, TCD를 범용 검출기로, ECD를 할로겐 계열 화합물 검출용으로 연결하여 기억하면 문제 해결에 도움이 된다.
시안화수소를 저장할 때는 안전관리상 충전용기의 가스누출 검사를 한다. 이 때 사용하는 것은?
정답 ① · 시안화수소(HCN)는 유독 가스로서 저장 용기의 누설 여부를 확인하는 검사 방법 중 하나로 질산구리벤지딘 용액을 사용합니다. 시안화수소는 산성 가스이므로, 암모니아 가스와 반응하여 적갈색을 띠는 특성이 있어 이를 이용해 누출을 감지합니다.
시안화수소(HCN)는 질산구리벤지딘 용액과 반응하여 적갈색 침전을 생성하므로, 이 약품을 이용해 가스 누출을 검사한다.
다음 반응식 중 수소가스를 발생 시킬 수 없는 반응식은?
정답 ③ · 금속의 활동성 순서를 이용해 수소가스를 발생시키지 못하는 반응식을 고르는 문제이다. 이온화 경향이 수소보다 큰 금속은 산이나 알칼리 용액과 반응하여 수소를 발생시킨다.
수소 발생 반응은 활동성 순서가 수소보다 큰 금속이 산이나 염기와 반응할 때 일어나며, 구리는 수소보다 활동성이 작아 반응하지 않는다.
가연성 물질을 연소시키려고 한다. 공기 중의 산소 농도가 증가되는 경우라면 이 때 나타나는 현상으로 볼 수 없는 것은?
정답 ③ · 산소 농도가 증가하면 연소에 필요한 산소가 풍부해지므로 연소속도는 증가하고, 화염온도는 상승하며, 발화온도는 낮아지게 됩니다. 하지만 폭발한계의 경우, 산소 농도가 높아지면 연소 범위가 넓어져 폭발한계는 넓어지게 됩니다.
산소 농도 증가는 폭발한계를 넓히므로 '좁아짐'은 틀린 설명입니다.
가스기능장 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.