1차 반응. 0.4 mg/L 2분 85% 세균 살균 99.9% 살균 시간

1차 반응. 0.4 mg/L 2분 85% 세균 살균 99.9% 살균 시간

 

 

염소 소독에 의한 세균의 사멸은 1차 반응 속도식에 따른다.

잔류염소 농도 0.4 mg/L에서 2분간에 85%의 세균이 살균되었다면

99.9% 살균을 위해서 몇 분의 시간이 필요한가?

 

 

 

52. 염소 소독에 의한 세균의 사멸은 1차 반응 속도식에 따른다. 잔류염소 농도 0.4mg/L에서 2분간에 85%의 세균이 살균되었다면 99.9% 살균을 위해서 몇 분의 시간이 필요한가?

① 약 5.9분

② 약 7.3분

③ 약 10.2분

④ 약 16.7분

 

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[참고] 전형적인 1차 반응 문제 유형이다.

( 전형적인 = 너무나 뻔한 = 매우 쉬운 )

① 첫 번째 지문(반응 조건)으로 속도상수(k)를 구한다.

② ①에서 구한 속도상수로 두 번째 지문의 답을 구한다.

 

 

 

1차 속도식

ln(C_t / C_0) = –k•t

( 참고 https://ywpop.tistory.com/26 )

 

 

 

농도 0.4 mg/L에서 2분간에 85%의 세균이 살균

---> 처음 농도(C_0) = 0.4 mg/L 이고,

2분 후 85% 살균 소멸되므로,

2분 후 남아있는 농도(C_t)

= 0.4 × (15/100)

= 0.06 mg/L

 

 

 

k = –ln(C_t / C_0) / t

= –ln(0.06 / 0.4) / 2

= 0.94856 /min

---> 속도상수를 구했다.

 

 

반응형

 

 

99.9% 살균이므로,

100 – 99.9 = 0.1% 남음.

 

 

 

남아있는 농도(C_t)

= 0.4 × (0.1/100)

= 0.0004 mg/L

 

 

 

99.9% 살균에 필요한 시간을 계산하면,

t = –ln(C_t / C_0) / k

= –ln(0.0004 / 0.4) / 0.94856

= 7.28 min

 

 

 

답: ② 약 7.3분

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471962 ]

Chick’s law에 의하면 염소소독에 의한 미생물 사멸율은 1차 반응에 따른다고 한다. 미생물의 80%가 0.1 mg/L 잔류 염소로 2분 내에 사멸된다면 99.9%를 사멸시키기 위해서 요구되는 접촉시간은?

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24527 ]

6분 동안 99%의 세균이 살균되었고 이때 잔류염소 농도는 0.1 mg/L이다. 동일 조건에서 시간을 반으로 줄이면 몇 %의 세균이 살균되는가? (단, 세균의 사멸은 1차 반응 속도식 기준)

 

 

 

[키워드] 전형적인 1차 반응 기준, 전형적인 일차 반응 기준