pH 9 용액 10 L를 pH 5로 낮추는데 필요한 60% 황산 용액의 부피

pH 9 용액 10 L를 pH 5로 낮추는데 필요한 60% 황산 용액의 부피

 

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60% 황산 용액의 밀도 = 1.4983 g/mL

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4139 )

 

 

60% 황산 용액의 몰농도를 계산하면,

몰농도 = (wt% / 몰질량) × 밀도 × 10

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4241 )

= (60 / 98.08) × 1.4983 × 10 = 9.1658 M

 

 

 

[1단계] pH 9를 pH 7로 낮추기

 

pH 9 용액에 들어있는 OH^-의 몰농도를 계산하면,

pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5

pOH = -log[OH^-] = 5

[OH^-] = 10^(-5) M

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2706 )

 

 

10^(-5) M OH^-를 중화시키는데 필요한 60% 황산의 부피를 계산하면,

산의 몰수 = 염기의 몰수

aMV = bM’V’ = mol

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/4689 )

 

(2) (9.1658 M) (? L) = (1) (10^(-5) M) (10 L)

? = [(1) (10^(-5)) (10)] / [(2) (9.1658)] = 5.455×10^(-6) L

---> 이만큼 60% 황산을 가하면 pH = 7

 

 

 

[2단계] pH 7을 pH 5로 낮추기

 

pH 5 용액에 들어있는 H^+의 몰농도를 계산하면,

pH = -log[H^+] = 5

[H^+] = 10^(-5) M

 

 

10 L >>> 5.455×10^(-6) L 이므로,

1단계에서 가한 60% 황산의 부피를 무시하고,

10^(-5) M 용액 10 L에 들어있는 H^+의 몰수를 계산하면,

(10^(-5) mol/L) × 10 L = 0.0001 mol H^+

 

 

0.0001 mol H^+를 포함하는 60% 황산의 부피를 계산하면,

[0.0001 mol / (9.1658 mol/L)] / 2 = 5.455×10^(-6) L

---> 이만큼 60% 황산을 가하면 pH = 5

 

 

 

[3단계] 필요한 60% 황산의 총 부피는

2 × (5.455×10^(-6) L) = 1.091×10^(-5) L

 

 

답: 1.091×10^(-5) L

 

 

 

[키워드] 염기성 폐수를 산성으로 기준문서, 염기성 용액을 산성으로 기준문서