2010년05월09일 24번

[수질오염방지기술]
어떤 산업폐수를 중화처리하는데 NaOH 0.1% 용액 40mL가 필요 하였다. 이를 0.1% Ca(OH)₂로 대체할 경우 몇 mL가 필요한가? (단, Ca : 40)

① 20
② 28
③ 32
④ 37

(정답률: 39%)

문제 해설

NaOH 용액과 Ca(OH)₂ 용액은 다음과 같은 화학반응을 일으킨다.

2NaOH + Ca(OH)₂ → Ca(OH)₂·2NaOH

이 반응식에서 보듯이, 1분자의 Ca(OH)₂가 2분자의 NaOH를 중화할 수 있다. 따라서, 필요한 Ca(OH)₂ 용액의 양은 NaOH 용액의 양의 절반인 20mL가 된다.

하지만 문제에서 Ca(OH)₂의 순도가 0.1%로 주어졌으므로, 이 용액에서 실제로 중화에 기여하는 Ca(OH)₂의 양은 0.1%의 일부분이다. 따라서, 실제로 필요한 Ca(OH)₂ 용액의 양은 20mL보다 더 많아진다.

이를 계산하기 위해서는 Ca(OH)₂ 용액에서 실제로 중화에 기여하는 Ca(OH)₂의 양을 계산해야 한다. Ca(OH)₂의 분자량은 74이므로, 0.1%의 Ca(OH)₂ 용액 100mL에는 0.1g의 Ca(OH)₂가 포함되어 있다. 따라서, 0.1%의 Ca(OH)₂ 용액 40mL에는 0.04g의 Ca(OH)₂가 포함되어 있다.

이제 이 양의 Ca(OH)₂가 NaOH 용액을 얼마나 중화할 수 있는지 계산하면 된다. 1분자의 Ca(OH)₂가 2분자의 NaOH를 중화할 수 있으므로, 0.04g의 Ca(OH)₂는 2 × 0.1% × 40mL = 0.08mL의 NaOH를 중화할 수 있다.

따라서, 0.1% Ca(OH)₂ 용액 37mL이 필요하다.

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