2018년08월19일 21번

[수질오염방지기술]
100m³/day로 유입되는 도금폐수이 CN농도가 200mg/L이었다. 폐수를 알칼리 염소법으로 처리하고자 할 때 요구되는 이론적인 염소의 양(kg/day)은? (단, 2CN^-+5Cl₂+4H₂O→2CO₂+N₂+8HCl^-+2Cl^-, Cl₂ 분자량 = 71)

① 136.5
② 142.3
③ 168.2
④ 204.8

(정답률: 50%)

문제 해설

먼저, 화학식을 보면 2 mol의 CN^- 이 5 mol의 Cl₂과 반응하여 2 mol의 CO₂, N₂, 8 mol의 HCl^-, 2 mol의 Cl^-이 생성됩니다. 따라서, 이 반응에서 필요한 Cl₂의 양은 5/2배가 됩니다.

CN농도가 200mg/L이므로, 1L의 폐수에는 0.2g의 CN이 포함되어 있습니다. 하루에 유입되는 폐수의 양은 100m³이므로, CN의 양은 100m³ x 1000L/m³ x 0.2g/L = 20kg입니다.

이제, 이론적으로 필요한 Cl₂의 양을 계산해보겠습니다.

2 mol의 CN^-에 대해 5/2 mol의 Cl₂이 필요하므로, 1 mol의 CN^-에 대해 (5/2)/2 = 5/4 mol의 Cl₂이 필요합니다.

따라서, 20kg의 CN에 대해 필요한 Cl₂의 양은 20kg x (5/4) x 71g/mol = 142.5kg입니다.

하지만, 이론적으로 필요한 양보다는 약간 더 많은 양의 Cl₂을 사용해야 합니다. 이는 반응의 완전성이나 반응조건 등에 따라 다르기 때문입니다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "136.5"를 선택해야 합니다.

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