산-염기 중화 반응. 산성 폐수 중화 문제

산-염기 중화 반응. 산성 폐수 중화 문제

 

 

황산 사용으로 인해 pH가 2인 산성 폐수가 하루에 200 m3 배출되고 있다.

이를 NaOH로 중화시키는데 반응식대로 계산한다면

80퍼센트의 수산화나트륨이 몇 kg/day 필요하겠는가?

 

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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) 이고,

NaOH의 몰질량 = 40 g/mol 이므로,

필요한 NaOH의 질량을 계산하면,

2000 mol * (40 g/mol) = 80000 g

 

NaOH의 순도가 80%이므로,

80000 g / 0.8 = 100000 g

 

 

답: 100 kg/day

 

 

[계산 공식] 산성 폐수 1 L당 수산화나트륨의 소요량(g)
= 10^(-폐수의 pH) * 몰질량 / (순도 / 100)
= 10^(-2) * 40 / (80 / 100)
= 0.5 g/L
 

(0.5 g/L) * (200000 L/day) = 100000 g/day = 100 kg/day

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/9318 ]

 

 

 

[키워드] 산성 폐수를 중성으로 기준문서, 산성 폐수 중화 기준문서