2017년03월05일 39번

[수질오염방지기술]
공장에서 pH 2인 황산 폐수 180m³/day가 배출되고 있다. 이 폐수를 중화시키고자 할 때 필요한 NaOH 양(kg/day)은? (단, NaOH 순도 90%)

① 약 60
② 약 70
③ 약 80
④ 약 90

(정답률: 47%)

문제 해설

황산(H₂SO₄)과 나트륨하이드록사이드(NaOH)는 중화반응을 일으키며, 이때 생성되는 소금은 나트륨수황산(Na₂SO₄)이다.

중화반응식은 다음과 같다.

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

반응식에서 보듯이 1 몰의 황산이 2 몰의 나트륨하이드록사이드와 반응하여 2 몰의 물과 1 몰의 나트륨수황산을 생성한다.

따라서, 1 리터의 황산 용액을 중화시키기 위해서는 2 리터의 0.5 몰 농도의 나트륨하이드록사이드 용액이 필요하다.

180m³/day의 황산 폐수를 중화시키기 위해서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

- 180m³/day의 황산 폐수는 180,000 리터/일이다.
- 이를 중화시키기 위해서는 360,000 리터/일의 0.5 몰 농도의 나트륨하이드록사이드 용액이 필요하다.
- 나트륨하이드록사이드의 분자량은 40g/mol이므로, 0.5 몰 농도의 용액 1 리터에는 20g의 나트륨하이드록사이드가 포함된다.
- 따라서, 360,000 리터/일의 0.5 몰 농도의 나트륨하이드록사이드 용액에는 7,200kg의 나트륨하이드록사이드가 포함된다.
- 그러나 문제에서는 나트륨하이드록사이드의 순도가 90%이므로, 실제 필요한 양은 7,200kg/0.9 = 8,000kg이다.

따라서, 이 문제에서 필요한 NaOH 양은 약 80kg/day이다.

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