硫酸濃度の計算式を教えて下さい。

質問

原液濃度７５％ 比重1.672
目標 9.8%
希釈硫酸500Lで9.5%の場合、何L原液を入れればいいのか
500Lで10.2%の場合何L純水を入れればいいのか。
以上の計算式を教えていただけると助かります、
よろしくお願いします。

回答No.2

okormazd · ベストアンサー

9.5%、9.8%、10.2%という接近した値なので、結構細かいデータで計算をしないと、求められないでしょう。

1.
「硫酸500Lで9.5%の場合、何L原液を入れればいいのか」
式は、
濃度[%]=硫酸の質量[kg]/溶液の質量[kg]*100

計算式は、
(500*ρ_9.5*9.5+x*ρ_75*75)/(500*ρ_9.5+x*ρ_75)=9.8
で、xを求めればよい。
ここで、
ρ_9.5：9.5%硫酸の密度[kg/L]
ρ_75：75%硫酸の密度[kg/L]
x：加える75%硫酸の体積[L]
です。
で、
x=500*ρ_9.5*(9.8-9.5)/(ρ_75*(75-9.5)
です。
したがって、ρ_9.5、ρ_75がわからなければxは求められません。
私の方の資料(化学便覧)から、２５℃で、
ρ_75=1.664[kg/L]
で、同資料から補間で、
ρ_9.5=1.0606[kg/L]
になります。
これで計算すると、
x=1.47[L]

ちなみに、ρ_9.8=1.0626なので、全体の体積は、501.4[L]になります。(「体積保存則」なんてないからね)

2.
「500Lで10.2%の場合何L純水を入れればいいのか」
1.と考え方は同じ。

500*ρ_10.2*10.2)/(500*ρ_10.2+x*ρ_0)=9.8
x=500*ρ_10.2*(10.2-9.8)/(9.8*ρ_0)

ρ_10.2=1.065[kg/L]　　(10.2%硫酸の密度)
ρ_0=1.0[kg/L]　　(純水の密度)
で、
x=21.7[L]

ちなみに、全体の体積は、521.6[L]になります。

密度の値等は、そちらで調べた値を使用すればいいでしよう。

お礼

大変参考になりました、
仕事で専門外の計算を強いられて途方に暮れていたところです
ありがとうございました。

回答No.1

sw200919

便宜上、濃度75％の硫酸は、全体量100に対して硫酸が75が入っていると考えて、
75/100と表記するとします。

(1)500L9.5％に原液を添加する場合・・・
9.8％の硫酸には、全体100に対して硫酸9.8が入っていることになるので、
500Lで9.5％→硫酸47.5/全体500
ここに現役を？L加えるわけですから、
硫酸＝47.5＋？×0.75
全体＝500＋？
上記のように考えられます。
ですので、（47.5＋？×0.75）/（500＋？）＝0.098となり、
？＝2.3006134・・・
　≒2.3
となり、原液を2.3L添加すれば良いと思います。

(2)500Lで10.2%に純水を添加する場合・・・
10.2％の硫酸を先ほどと同様に、51/100と表記して、
硫酸＝51
全体＝500＋？
51/500+？＝0.098となり
？＝20.40816・・・
　≒20.4
となり、純水を20.4L添加すれば良いと思います。

お礼

比重を加味した計算になると投入数が変わるようですが
大変参考になりました、ありがとうございました。