염소가스를 물에 녹여 pH가 7이고 염소이온의 농도가 71mg/L이면 자유염소와 차아염소산간의 비([HOCl]/[Cl 2 ])는? (단, 차아염소산은 해리되지 않는 것으로 가정, 전리상수 값 4.5×10 -4 mol/L(25℃))

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1[수질환경기사 필기] 25년 2회차

염소가스를 물에 녹여 pH가 7이고 염소이온의 농도가 71mg/L이면 자유염소와 차아염소산간의 비([HOCl]/[Cl₂])는? (단, 차아염소산은 해리되지 않는 것으로 가정, 전리상수 값 4.5×10^-4mol/L(25℃))

3.57×10⁷

3.57×10⁶

2.57×10⁷

2.25×10⁶

해설

[HOCl]/[Cl₂] 비는 약 2.25×10⁶이다. 염소의 가수분해 평형  $Cl_2+H_2O \leftrightarrow HOCl+H^++Cl^-$ 에서 전리상수  $K=\dfrac{[HOCl][H^+][Cl^-]}{[Cl_2]}$ 를 이용해 비를 구한다.
염소이온 농도는  $71\,\mathrm{mg/L}\div35.45 = 2.00\times10^{-3}\,\mathrm{mol/L}$ 이며, pH 7이므로 [H+]=1.0×10⁻⁷mol/L이다. 이를 대입하면
 $\dfrac{[HOCl]}{[Cl_2]}=\dfrac{K}{[H^+][Cl^-]}=\dfrac{4.5\times10^{-4}}{1.0\times10^{-7}\times2.00\times10^{-3}}$ 
계산하면  $\approx 2.25\times10^{6}$ 이 되어 2.25×10⁶이 정답이다.

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