20% NaOH 용액 사용 시 40 mL 투입 20% Ca(OH)2는 몇 mL가 필요

20% NaOH 용액 사용 시 40 mL 투입 20% Ca(OH)2는 몇 mL가 필요

 

 

진한 산성폐수를 중화처리하고자 한다.

20% NaOH 용액 사용 시 40 mL가 투입되었는데

만일 20% Ca(OH)2로 사용한다면 몇 mL가 필요하겠는가?

(단, 완전해리 기준, 원자량 Na : 23, Ca : 40)

① 17.4

② 18.5

③ 37.0

④ 74.0

 

 

 

> NaOH의 몰질량 = (23) + (16) + (1) = 40 g/mol

> Ca(OH)2의 몰질량 = (40) + 2(16) + 2(1) = 74 g/mol

 

 

 

산-염기 중화반응의 본질(알짜 이온 반응식)

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l)

 

H^+ : OH^- = 1 mol : 1 mol 반응

 

 

 

[참고] 용액의 밀도 = 1 g/mL 라 가정한다.

 

 

 

산성폐수 중화에 소비된

20% NaOH 용액 40 mL(= 40 g)에 들어있는

NaOH의 몰수를 계산하면,

> 40 g 용액 × (20/100) = 8 g NaOH

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8147 )

 

> 8 g / (40 g/mol) = 0.2 mol NaOH

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

NaOH(aq) → Na^+(aq) + OH^-(aq)

 

NaOH : OH^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

NaOH의 몰수 = OH^-의 몰수 = 0.2 mol

 

 

 

Ca(OH)2(aq) → Ca^2+(aq) + 2OH^-(aq)

 

Ca(OH)2 : OH^- = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

즉, 1 mol Ca(OH)2는 2 mol OH^-를 내놓으므로,

필요한 Ca(OH)2의 몰수는 NaOH의 몰수의 1/2.

 

0.2 / 2 = 0.1 mol Ca(OH)2

 

 

 

0.1 mol Ca(OH)2를 포함하는 20% 용액의 질량을 계산하면,

> 0.1 mol × (74 g/mol) = 7.4 g Ca(OH)2

> 7.4 g / (20/100) = 37 g 용액

 

 

 

답: ③ 37.0

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/19569 ]

어떤 산업폐수를 중화처리하는데 NaOH 0.1% 용액 40 mL가 필요하였다. 이를 0.1% Ca(OH)2로 대체할 경우 몇 mL가 필요한가?