消石灰と塩酸混合時のｐHについて

質問

教えて下さい。
10w/w％の消石灰溶液（スラリー）1Lに、10w/w％の希塩酸を添加して、ｐHを9.0にする場合、必要な塩酸量はいくらでしょうか？

客先に質問されて、昔を思い出しながら色々調べましたが、脳みそ爆発しそうです。
ちなみに
10w/w％の消石灰溶液（スラリー）の比重≒1.2
10％塩酸　比重1.05
消石灰の溶解度積　Ksp=5.5×10＾-6
です。
他に何か必要な数値があれば調べます。
よろしくお願いします。

回答No.1

NiPdPt

基本的に無理な注文だと思います。pHが9といえば中性に近いです。中性に近い状態を計算だけで作り出すことは困難ですし、ましてや、9.0という精度を求めるのであればなおさらです。
そもそもの話として、生石灰の純度も関係してきますし、比重にしても約1.2という精度では話になりません。普通に考えて消石灰の純度が100%に近いとは思えませんよね。せいぜい95とか98%程度ですよね？塩酸の濃度もどの程度で正確か怪しいもんです。滴定で濃度を決めるわけではありませんよね。操作内容からすれば、おそらくテキトーに決めるんですよね。

まあ、そう言ったことを考えた上で、現実的な対応としては、取りあえず中和に必要な量を計算して、それよりも少なめの所で、pHを確認しながら行うことだと思いますよ。
それと、計算する上で、消石灰が完全に溶けた状態を想定することになりますので、溶解度が低い状態であれば、適度な撹拌を行って、処理の途中で沈殿が溶けるようにしなければ計算通りにはならないでしょう。

ともかく、1 Lのスラリーの質量は1200 g。
それに含まれるCa(OH)2は120 g。
それは120/74=1.62 mol
それの中和に要するHClは3.24 mol。
10%HClの濃度は、105/36.5=2.88 mol/L
したがって、3.24/2.88=1.125 L。
なので、1リットル程度加えて、あとは様子を見ながらということで。
濃度等がひどくいい加減であれば１リットル以下の塩酸でpHが9以下になることがあるかも知れません。

お礼

ご回答ありがとうございます。
ｐH7に中和する計算は判るのですが、9.0という値にするための机上の計算方法が知りたかったのです。
現場で行う場合はもちろん少量ずつ入れて様子を見ますし、消石灰は酸を入れてからｐHが安定化するまでに時間がかかるので、時間をかけながら調整する必要がある事も理解しております。

もちろん消石灰や塩酸の純度等も関係しますが、ざっくりとした条件で記載したのは、この場の質問としてある程度計算を簡略化した方が計算しやすいと考えたためです。
誤解を与える書き方をしてしまったようで、申し訳ございません。