ガスが水に溶けた水溶液の濃度計算方法

ガスが水に溶けた水溶液の濃度計算方法になります。
公害防止管理者は、排水濃度の管理が必要です。

例)水溶液のフッ素濃度の計算算出

1.モル濃度での計算(22.4L/mol)

モル濃度は一般に1リットルの水に何モル含まれているかを計算することで求められます。

例えばフッ化水素(HF)ガス10リットルが2リットルの液体の水に溶けていれば

HFモル濃度 = ( HF 10L ÷ 22.4L/mol ) ÷ H2O 2L = HF 0.446429mol ÷ H2O 2L = 0.223214 mol/L

HFモル濃度は0.22mol/Lとなります。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A2%E3%83%AB%E6%BF%83%E5%BA%A6 ;

一方、pH(水素イオン指数)値の計算式となります。

pH=-log10[H+]/molL-1
ph = -Log10(0.223214) = 0.65128

ph値は0.65となります。
ただし、測定値は机上計算通りのph測定値になるかは、その物質の溶解度によって変化します。

例)NF3ガスが溶けた水溶液の濃度 NF3ガス使用量 =10L/min
HFガス発生量=30L/min=1.339mol/min
水=20L/min

HFモル濃度=0.067mol/L ←計算値 HF:20.006g/mol → 1.3396875g/L

ph値=1.2
水溶液濃度=1339.6875mg/L

燃焼酸化化学式 2NF3+3H2O → NO+NO2+6HF
WF6+3H2O → WO3+6HF

2.密度を使った計算方法
水溶液のフッ素濃度(mg/L=ppm)の計算は

NF3ガス(L/min)×NF3ガス密度(2.98 kg/㎥)×(57/71(F3/NF3))= g/min

10L/min÷1000L/m3×2.98kg/m3×1000000mg/kg×57/71=23,924 mg/min

これを、水使用量 20(L/min)で割る

23,924 mg/min÷20(L/min)=1,196mg/L=ppm

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