Stöchiometrie H2SO4 statt HCl?

In einer industriellen Anlage wird eine 31%ige Salzsäure direkt in eine mit Wasser durchströmte Rohrleitung dosiert. Um Chemikalien zu sparen wird nun überlegt eine 96% Schwefelsäure einzusetzen. Wie viel länger komme ich mit 1000L Schwefelsäure aus als mit 1000 L Salzsäure? Folgende Daten sind gegeben:

Volumenstrom Wasser= 672,1 m³/h

Dosierung Salzsäure = 10 g/m³

Dichte der Salzsäure = 1,2 g/L

Dichte Schwefelsäure = 1,833 g/cm3

Answer 1

[indiachinacook]

Also ich lese das so: Wir wollen 10 g HCl-Lösung (w=31%) ersetzen durch die äqui­valente Menge H₂SO₄ (w=96%), also die Menge H₂SO₄, die einen Kubik­meter Wasser auf denselben pH-Wert bringt. Ob diese Interpretation richtig ist? Keine Ahnung, aber etwas Besseres fällt mir dazu nicht ein.

In den 10 g HCl-Lösung sind 31% also 3.1 g reine HCl enthalten, das sind n=m/M=​0.085 mol, die Lösung ist also c=n/⁠V=​8.5⋅10¯⁵ mol/l und hat pH=​−lg(c)=​4.07. Um den­selben pH mit Schwefel­säure zu erreichen (die gibt ja zwei H⁺ pro Molekül ab), brau­chen wir nur die halbe Stoffmenge, also 0.0425 mol, einzu­setzen, das sind m=Mn=​4.2 g der reinen Substanz bzw. 4.3 g der 96%igen Lösung pro Kubikmeter Wasser.

Unsere Chemikalien haben wir in Tausendliterflaschen:

• Im Fall der Salzsäure (ρ=1.2 g/ml) sind das m=Vρ=1200 kg. Pro m³ Wasser brau­chen wir 10 g, also reicht die Flasche für 120000 m³ Wasser oder 178.5 Stunden bzw. knapp 7½ Tage.
• Im Fall der Schwefelsäure (ρ=1.833 g/m) sind das m=Vρ=1833 kg. Pro m³ Wasser brauchen wir 4.3 g, also reicht die Flasche für 422029 m³ Wasser oder 627.9 Stun­den bzw. gut 26 Tage.
• Die Schwefelsäure reicht also ca. 3½mal solange wie die Salzsäure.

Ich habe dabei angenommen, daß die Anlage 24 Stunden am Tag läuft.