불화수소 250 ppm 배출가스량 1000 Sm3/h 10 m3 물 10시간 순환 세정 순환수 pH

불화수소 250 ppm 배출가스량 1000 Sm3/h 10 m3 물 10시간 순환 세정 순환수 pH

불화수소 농도가 250 ppm인

굴뚝 배출가스량 1000 Sm3/h를

10 m3의 물로 10시간 순환 세정할 경우,

순환수의 pH는?

(단, 불화수소는 60%가 전리하고, 불소의 원자량은 19)

56. 불화수소농도가 250ppm인 굴뚝 배출가스량 1000Sm3/h를 10m3의 물로 10시간 순환 세정할 경우, 순환수의 pH는? (단, 불화수소는 60%가 전리하고, 불소의 원자량은 19)

① 2.18

② 2.48

③ 2.72

④ 2.94

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(물에 흡수시킨 또는 물로 세정한)

배출가스의 부피를 계산하면,

(1000 Sm3/h) (1000 L / 1 Sm3) (10 h)

= (1000) (1000) (10)

= 10^7 L

[참고] 1 Sm3 = 1000 L ( 1 m3 = 1000 L )

( 참고: Sm3 https://ywpop.tistory.com/6441 )

ppm = (용질의 부피 / 용액의 부피) × 10^6 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2657 )

용질의 부피 = ppm × 용액의 부피 / 10^6

10^7 L 배출가스 속 HF 기체의 부피를 계산하면,

(250 ppm) × (10^7 L) /10^6

= (250) × (10^7) /10^6

= 2500 L

표준상태에서, 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

2500 L HF의 몰수를 계산하면,

2500 L × (1 mol / 22.4 L)

= 111.607 mol

HF 수용액은 매우 묽은 용액이므로,

“용매인 물의 부피 ≒ 용액의 부피 = 10 m3” 라 근사처리하고,

HF 수용액의 몰농도를 계산하면,

몰농도 = 용질 mol수 / 용액 L수

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3222 )

= 111.607 mol / 10000 L

= 0.0111607 mol/L

= 0.0111607 M

불화수소는 60%가 전리하므로,

HF(aq) ⇌ H^+(aq) + F^-(aq)

H^+의 몰농도, [H^+]를 계산하면,

0.0111607 M × (60/100)

= 0.0066964 M

[참고] [H^+] 계산 공식

[H^+] = 배출가스량(Sm3/h) × 세정시간(h) × HF 농도(ppm) × HF 전리도(%/100) / [물 부피(m3) × 22.4 × 10^6]

= 1000 × 10 × 250 × (60/100) / [10 × 22.4 × 10^6]

= 0.0066964 M

pH = –log[H^+]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2706 )

= –log(0.0066964)

= 2.1742

답: ① 2.18

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24173 ]

굴뚝 배출 가스량은 2000 Sm3/h,

이 배출가스 중 HF 농도는 500 mL/Sm3이다.

이 배출가스를 50 m3의 물로 세정할 때

24시간 후 순환수인 폐수의 pH는?

(단, HF는 100% 전리되며, HF 이외의 영향은 무시한다.)

[키워드] 순환수의 pH 기준, 물로 순환 세정 기준