2007년05월13일 10번

[수질오염개론]
pH값이 1.8인 산성폐수 50톤에 NaOH 90%분말을 사용하여 중화시키려고 한다. 이때 사용되는 NaOH 양은? (단 NaOH 분자량=40, 폐수비중 1.0 기준)

① 약 53.2kg
② 약 49.2kg
③ 약 35.2kg
④ 약 28.2kg

(정답률: 알수없음)

문제 해설

pH값이 1.8인 폐수는 매우 강한 산성을 띄고 있으므로 중화시키기 위해서는 강한 염기인 NaOH가 필요하다. NaOH 90%분말을 사용한다는 것은 100g 중 90g이 NaOH인 것을 의미한다. 따라서 1kg의 NaOH 분말은 900g의 NaOH를 포함하고 있다.

50톤의 폐수는 50,000kg이며, 폐수비중이 1.0이므로 50,000L이다. 이를 중화하기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요하다.

1. 폐수의 몰농도 구하기
pH값이 1.8인 폐수는 수소이온 농도가 1.58 × 10^-2 M이다. 이를 로그값으로 변환하면 -1.8이 된다. 따라서 수산화 이온 농도는 10^-12.2 M이다. NaOH와 반응하여 소비되는 수산화 이온의 양은 NaOH와 수산화 이온의 몰비에 따라 결정된다. NaOH는 1몰당 수산화 이온 1몰을 소비하므로, 수산화 이온 농도와 같은 양의 NaOH가 필요하다. 따라서 폐수의 몰농도는 10^-12.2 M이다.

2. 필요한 NaOH 양 구하기
NaOH와 수산화 이온의 몰비는 1:1이므로, 폐수의 몰농도와 같은 양의 NaOH가 필요하다. 따라서 50,000L의 폐수에는 10^-12.2 mol의 NaOH가 필요하다. NaOH 분자량이 40이므로, 이를 그대로 그램으로 환산하면 다음과 같다.

10^-12.2 mol × 40 g/mol × 50,000 L = 35.2 kg

따라서, 정답은 "약 35.2kg"이다.

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