No.4の解説 排水の中和に必要な流量
→問題はP.360
以下,単位時間当たりで考える。 水酸化ナトリウムの硫酸による中和反応
は
H2SO4+2NaOH
→ Na2SO4+2H2O
で表される。NaOH の物質量は
400kg×0.200 (20wt%)
-=2.00kmol
40.0g/mol
であるから,中和に必要なH2SO4, 中和で生成するNa2SO4とH2Oの質量は
それぞれ次のようになる。
1.00kmol×98.0g/mol=98.0kg (H2SO4)
1.00kmol×142g/mol=142kg (Na2SO4)
2.00kmol×18.0g/mol=36.0kg (H20)
中和するのに必要な98.0wt% 濃硫酸に含まれる溶媒の水の質量は
98.0kg X-
1-0.980
0.980
*
-=2.00kg
であり, Na2SO4を飽和させるのに必要な水の質量は
-H2O1kgに
1.00kg
1.00kmol X142g/mol X
1092kg
0.130kg
・溶解するNa2SO4
と求まる。 排水に含まれる水の質量は
400kg×(1-0.200)=320kg
であるから,加えるべき水の最小の質量は次のようになる。
1092- (36.0+2.00+320)}kg=734kg
以上より、正答は1である。