황산 pH 2 폐수 200 m3/day 배출 90% NaOH kg/day

산-염기 중화 반응. 산성(황산) 폐수 중화 문제

 

 

황산을 제조하는 공장에서 pH가 2인 산성 폐수가 하루에 200 m3 (200 m3/day) 배출되고 있다.

이 폐수를 NaOH로 중화시키는데 반응식대로 계산한다면,

수산화나트륨이 몇 kg/day 필요하겠는가?

(단, NaOH의 순도는 90%이다.)

 

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폐수에 들어있는 수소 이온(H^+)의 몰수를 계산하면,

pH = -log[H^+] = 2

[H^+] = 10^(-2) = 0.01 M

 

 

 

1 m3 = 1000 L 이므로,

200 m3 = 200000 L

 

 

 

배출되는 산성 폐수에 들어있는 H^+의 몰수

= (0.01 mol/L) × 200000 L = 2000 mol

 

 

 

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l) 이므로,

2000 mol H^+를 중화시키는데 필요한 OH^-의 몰수는 2000 mol

 

 

 

NaOH(aq) → Na^+(aq) + OH^-(aq) 이므로,

NaOH의 몰수 = OH^-의 몰수 = 2000 mol

 

 

 

NaOH의 몰질량 = 40 g/mol 이므로,

필요한 NaOH의 질량을 계산하면,

즉, 2000 mol을 질량으로 환산하면,

2000 mol × (40 g/mol) = 80000 g

 

 

 

NaOH의 순도가 90%이므로,

80000 g / 0.9 = 88888.9 g = 88.9 kg

 

 

 

답: 88.9 kg/day

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/12622 ] 황산을 제조하는 공장에서 pH 2인 폐수가 300 m3/day 배출되고 있다.

 

 

 

 

[키워드] 산성 폐수를 중성으로 기준문서, 산성 폐수 중화 기준문서