pH 4인 폐수를 pH 7로 중화. 80% 수산화나트륨 사용 ★

pH 4인 폐수를 pH 7로 중화. 80% 수산화나트륨 사용

 

 

pH 4인 폐수를 pH 7로 중화하기 위하여 순도 80%의 NaOH를 사용할 경우 필요한 주입량(g/L)은?

 

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pH 4인 폐수에 들어있는 수소 이온(H^+)의 몰농도를 계산하면,

pH = -log[H^+] = 4

[H^+] = 10^(-4) M

( pH의 정의 참고 https://ywpop.tistory.com/2706 )

 

 

폐수 1 L에 들어있는 수소 이온(H^+)의 몰수를 계산하면,

(10^(-4) mol/L) × 1 L = 10^(-4) mol H^+

 

 

산과 염기의 알짜 이온 반응식

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l)

H^+ : OH^- = 1 : 1 반응하므로,

필요한 OH^-의 몰수 = 10^(-4) mol

 

 

NaOH(aq) → Na^+(aq) + OH^-(aq)

NaOH : OH^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

필요한 NaOH의 몰수 = 10^(-4) mol

 

 

NaOH의 몰질량 = 40.00 g/mol 이므로,

10^(-4) mol NaOH의 질량을 계산하면,

10^(-4) mol × (40.00 g/mol) = 0.004 g NaOH

( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

NaOH의 순도가 80%이므로,

최종적으로 필요한 NaOH의 질량을 계산하면,

0.004 g / (80/100) = 0.005 g NaOH

( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/8147 )

 

 

답: 0.005 g/L

 

 

 

위 계산 과정을 공식화하면,

[계산 공식] 산성 폐수 1 L당 수산화나트륨(NaOH)의 소요량(g)

= 10^(-폐수의 pH) × 몰질량 / (순도 / 100)

= 10^(-4) × 40.00 / (80 / 100)

= 0.005 g/L

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/7464 ]

 

 

 

[키워드] 산성 폐수를 중성으로 기준문서, 산성 폐수 중화 기준문서