23-2비중이 1.45이고 농도가 80 wt%인 질산 용액 1 L가 있… | 2023년 위험물기능사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) 1,160 g

(2) 10,150 g

[해설]

(1) 비중 1.45는 용액 1 L의 질량이 1.45 kg이라는 뜻이다. 그 가운데 80 wt%가 질산이므로

$m_{\mathrm{HNO_3}} = 1{,}450\,\mathrm{g} \times 0.8 = \mathbf{1{,}160}\,\mathrm{g}$

이다.

(2) 물을 넣어 묽혀도 녹아 있는 질산의 질량은 변하지 않는다. 이것이 이 계산의 열쇠다. 질산 1,160 g이 전체의 10 wt%가 되어야 하므로, 묽힌 뒤 용액 전체의 질량은

$m_{\text{전체}} = \dfrac{1{,}160}{0.1} = 11{,}600\,\mathrm{g}$

이다. 처음 용액이 1,450 g이었으니 더 넣어야 하는 물은 그 차이다.

$m_{\mathrm{H_2O}} = 11{,}600 - 1{,}450 = \mathbf{10{,}150}\,\mathrm{g}$

즉 물을 10,150 g 넣으면 된다.

같은 답을 십자법(혼합법)으로도 얻을 수 있다. 80 wt% 용액과 0 wt%인 물을 섞어 10 wt%를 만들려면 두 용액의 질량비가 $(10 - 0) : (80 - 10) = 10 : 70$ 이어야 한다. 80 wt% 용액이 1,450 g이므로

$10 : 70 = 1{,}450 : x \;\Rightarrow\; x = \dfrac{70 \times 1{,}450}{10} = 10{,}150\,\mathrm{g}$

여기서 비례식에 넣는 1,450 g은 용질인 질산의 질량이 아니라 용액 전체의 질량이라는 점을 놓치기 쉽다. 1,160 g을 넣으면 답이 틀어진다.

질산은 제6류 위험물로 지정수량이 300 kg이며, 비중 1.49 이상인 것만 위험물로 본다.