4% NaOH 용액 1000 m3 중화에 필요한 95% H2SO4의 양(m3)

4% NaOH 용액 1000 m3 중화에 필요한 95% H2SO4의 양(m3)

 

 

어떤 공장에서 4% NaOH를 함유한 폐수가 1000 m3 배출되었다.

이 폐수를 중화하는데 필요한 95% H2SO4의 양(m3)은?

(단, 폐수 비중은 1.0, 95% H2SO4의 비중은 1.84)

 

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1 m3 = 1000 L 이므로,

폐수 1000 m3 = 10^6 L

 

 

 

폐수 밀도 = 1.0 g/mL = 1.0 kg/L 이므로,

폐수 10^6 L = 10^6 kg

 

 

 

폐수 10^6 kg에 들어있는 NaOH의 질량

= 10^6 kg × (4/100) = 40000 kg NaOH

 

 

 

NaOH의 몰질량 = 40 g/mol 이므로,

40000 kg NaOH의 몰수

= 40000 kg / (40 kg/kmol) = 1000 kmol NaOH

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

NaOH : H2SO4 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

1000 kmol NaOH 중화에 필요한 H2SO4의 몰수 = 500 kmol

 

 

 

H2SO4의 몰질량 = 98.08 g/mol ≒ 98 g/mol 이므로,

500 kmol H2SO4의 질량

= 500 kmol × (98 kg/kmol) = 49000 kg H2SO4

 

 

 

49000 kg H2SO4를 포함하는 95% H2SO4 시약의 질량

= 49000 kg / (95/100) = 51578.95 kg H2SO4 시약

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8147 )

 

 

 

95% H2SO4 시약의 밀도 = 1.84 kg/L 이므로,

51578.95 kg H2SO4 시약의 부피

= 51578.95 kg / (1.84 kg/L) = 28032.04 L H2SO4 시약

 

 

 

28032.04 L × (1 m3 / 1000 L) = 28.0 m3 H2SO4 시약

 

 

 

답: 28.0 m3

 

 

 

 

[참고] 한 번에 계산하면,(공식)

% NaOH × 폐수 부피 × 폐수 밀도 / NaOH 몰질량

= 2 × H2SO4 시약 순도 × H2SO4 시약 부피 × H2SO4 시약 밀도 / H2SO4 몰질량

 

 

H2SO4 시약 부피 = [% NaOH × 폐수 부피 × 폐수 밀도 / NaOH 몰질량]

/ [2 × H2SO4 시약 순도 × H2SO4 시약 밀도 / H2SO4 몰질량]

 

( 폐수 부피의 단위 = H2SO4 시약 부피의 단위 )

 

 

 

 

H2SO4 시약 부피 = [4 × 10^6 (L) × 1.0 / 40] / [2 × 95 × 1.84 / 98]

= 28032 L

= 28.032 m3

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/23073 ] 0.2% NaOH 용액 200톤 중화에 필요한 90% H2SO4의 양(m3)

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/10483 ] 4% NaOH 용액 1000 m3 중화에 필요한 37% HCl의 양(m3)

 

 

 

[키워드] 염기성 폐수 처리 기준문서, NaOH 중화에 필요한 H2SO4 기준문서