게시판 > 질답게시판 > pH 농도 계산 질문 드립니다.

스테파노 Stefano

09-06-08 17:36

(1) Cl2가 가스라고 하고 표준상태부피로 3000 NL/min의 유속으로 매일 10분 씩 주입시 유량 = 3000 NL/min * 10 min/d = 30,000 NL /d, 3Nm3/d = 3000 NL/d ≠ 30,000 NL/d 과연 얼마를 투입했다는 것인지?
가스의 부피를 언급하고자 하면 반드시 온도, 압력조건을 명시해 주어야 합니다. ==> 답글먼저 주세요.

(2) Cl2 + H2O ---> HCl + HOCl .............................(1)
HCl은 물에 잘 용해되어 거의 모두 H+ 와 Cl-를 생성하지만 HOCl은 H+와OCl-이온으로 잘 이온화되지 않을 것입니다.
여기서는 HOCl에서 생성되는 H+이온의 양을 무시하고 H+농도만을 계산하여도 될 것입니다.

pH의 정의 pH = - log[H+ 몰농도, g-mol/l]..............(2)
위의 화학반응식 (1)에서 1mol의 Cl2 를 넣으면 1 mol의 HCl이 생성되기 때문에
pH=5 즉 -Log[H+ 몰농도]=5 [H+몰농도]= 10^-5 gmol/L 즉 10^-5 kg-mol/m3 의 농도를 나타내기 위해 필요한 Cl2의 몰수를 구하면 되고, 이를 투입 몰유량으로 나누면 소요시간이 계산됩니다.

필요한 Cl2의 양 (2.8 m3/set x 2 set)*(10^-5 kg-mol Cl2/m3) = "A" kg-mol Cl2
Cl2 투입속도 = "B" kg-mol/min
소요시간 = (A/B) min

==>계산해서 답글로 올려주세요.

현창	09-06-08 18:11

(1) 위글에 오타가 났습니다. STP 상태에서 Cl2 3000LPM 씩 하루 10분 주입된다면 하루에 수조에 투입되는 Cl2 Gas의 양은 30Nm이 됩니다.

(2) "A" kg-mol Cl2 = 0.00056 kg-mol Cl2

Cl2 분자량 = 70.9 kg-mol Cl2
Cl2 투입속도 = ( 3Nm3 * 70.9 kg-mol ) / 22.4Nm3 = 9.496 kg-mol / min
소요시간 = (A/B) = 0.00005897 min

이렇게 계산하는게 맞는지요??

스테파노 Stefano

09-06-08 18:38

(1) A는 소숫점 위치가 틀렸고 B는 단위가 맞지 않았습니다.

A = 2 *2.8 * (10^-5) =0.000056 kg-mole Cl2
B = Cl2 투입속도 = ( 3Nm3/min) / (22.4Nm3/kg-mol) = 0.1339 kg-mol / min

소요시간 = 0.000056 kg-mole Cl2/(0.1339 kg-mol/min)=0.000418 min or 0.025 sec.
투입 CL2 유량이 커서 조절하기 어려울 것이므로
유량을 1/1000 정도로 줄이고 약 30초간 불어넣어주면 될 것 같습니다.

투입유량 3NL/min 이라면 B' = 0.0001339 kg-mol/min
소요시간 = A/B' = 0.000056/0.0001339 min or 25 sec/d

(2) 물을 NaOH로 중화하였다고 하면 중성을 유지하거나 과량주입시 pH>7.0이상인 상태로 유지될 것입니다.

HCl + NaOH ----> NaCl + H2O....................(2a)중화반응
HOCl + NaOH---> NaOCl + H2O...................(2b)중화반응, 중화반응에 의해 생성된 NaOCl은 강한 알카리성을 나타내면서 강한 산화제 역할을 하게 됩니다. 공기중에서 서서히 분해되면서 산소를 발생합니다. 유기물이나 무생물을 산화시켜 분해, 살균 하는 작용을 하는 "락스"성분이 바로 이 NaOCl입니다.

NaOCl in H2O -------> NaCl + O2 ...............(3) 분해반응, O2는 강한 산화작용

액상에서 NaOCl을 없애고자 하면 환원제를 투입하면 되는데 환원제는 자신이 산화되면서 남을 환원시키는 물질입니다. 예: NaOCl + Na2SO3(환원제)--> NaCl + Na2SO4