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] 23년 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 평형은  $Cl_2+H_2O \rightleftharpoons HOCl+H^{+}+Cl^{-}$ 이며 평형상수는
 $K=\dfrac{[HOCl][H^{+}][Cl^{-}]}{[Cl_2]}=4.5\times10^{-4}$ 
이므로  $\dfrac{[HOCl]}{[Cl_2]}=\dfrac{K}{[H^{+}][Cl^{-}]}$ 이다.
pH 7이므로  $[H^{+}]=10^{-7}\,\mathrm{mol/L}$ 이고 Cl^- 71mg/L을 원자량 35.5로 나누면  $[Cl^{-}]=2\times10^{-3}\,\mathrm{mol/L}$ 이므로, 대입하면
 $\dfrac{4.5\times10^{-4}}{10^{-7}\times2\times10^{-3}}=2.25\times10^{6}$ 
이 된다.

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