4% NaOH 폐수 1000 m3 중화에 필요한 37% HCl의 양(m3)

4% NaOH 폐수 1000 m3 중화에 필요한 37% HCl의 양(m3)

 

 

어떤 공장에서 4% NaOH를 함유한 폐수가 1000 m3 배출되었다.

이 폐수를 중화하는데 필요한 37% HCl의 양(m3)은?

(단, 폐수 비중은 1.0, 37% HCl의 비중은 1.18)

 

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NaOH의 당량수 = 1 eq/mol 이고,

HCl의 당량수 = 1 eq/mol 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4105 )

 

즉, 둘 다 1당량(eq) = 1몰(mol) 이므로,

당량 개념으로 계산해도 되고,

보다 간단한 몰 개념으로 계산해도 됩니다.

 

 

 

 

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 )

 

 

 

산-염기 중화 반응

NaOH + HCl → NaCl + H2O

 

NaOH : HCl = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

1000 kmol NaOH 중화에 필요한 HCl의 몰수 = 1000 kmol

 

 

 

HCl의 몰질량 = 36.46 g/mol ≒ 36.5 g/mol 이므로,

1000 kmol HCl의 질량

= 1000 kmol × (36.5 kg/kmol) = 36500 kg HCl

 

 

 

(순수한) 36500 kg HCl을 포함하는 37% HCl 시약의 질량

= 36500 kg / (37/100) = 98648.65 kg 37% HCl 시약

 

 

 

37% HCl 시약의 밀도 = 1.18 kg/L 이므로,

98648.65 kg 37% HCl 시약의 부피

= 98648.65 kg / (1.18 kg/L) = 83600.55 L 37% HCl 시약

 

 

 

83600.55 L × (1 m3 / 1000 L) = 83.6 m3 37% HCl 시약

 

 

 

답: 83.6 m3

 

 

 

 

한 번에 계산하면,(공식)

1) % NaOH × 폐수 부피(m3) × 폐수 밀도 × 10 / NaOH 몰질량 = NaOH 몰(mol)

2) NaOH 몰(mol) × HCl 몰질량 / HCl 시약 순도 / HCl 시약 밀도 / 10 = HCl 시약 부피(m3)

 

3) % NaOH × 폐수 부피(m3) × 폐수 밀도 / NaOH 몰질량 × HCl 몰질량 / HCl 시약 순도 / HCl 시약 밀도 = HCl 시약 부피(m3)

 

 

 

1) 4 × 1000 × 1.0 × 10 / 40 = 1000 mol

2) 1000 × 36.5 / 37 / 1.18 / 10 = 83.6 m3

 

3) 4 × 1000 × 1.0 / 40 × 36.5 / 37 / 1.18 = 83.6 m3

 

 

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% NaOH × 폐수 부피 × 폐수 밀도 / NaOH 몰질량

= HCl 시약 순도 × HCl 시약 부피 × HCl 시약 밀도 / HCl 몰질량

 

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

/ [HCl 시약 순도 × HCl 시약 밀도 / HCl 몰질량]

 

 

 

HCl 시약 부피 = [4 × 1000 × 1.0 / 40] / [37 × 1.18 / 36.5] = 83.6

 

 

 

 

[ 관련 예제 http://ywpop.tistory.com/10485 ] 4% NaOH 용액 1000 m3 중화에 필요한 95% H2SO4의 양(m3)

 

 

 

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