【환경화학】 2005 국가공무원 5급(기술) 제1문

2005 국가공무원 5급(기술) 제1문^]

 

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a. 산화환원반응

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Q. 폐광산에서 발생되는 광산폐수는 FeS₂ (pyrite)의 산화-환원 반응에 의하여 pH가 낮아 독성이 심하며 많은 문제를 야기한다. 우리나라 강원 및 경북지방의 폐광산 지역에서 문제가 될 수 있는 산성광산폐수에 대하여 다음 물음에 답하시오.

 

Q1. FeS₂의 산화-환원 반응은 주로 Thiobacillus 속 미생물에 의하여 호기성 조건 하에서 FeS₂가 산화되고, 이어 낮은 pH에서 철 이온은 다시 산화된다. 이 때 일어나는 화학반응식을 완성하시오.

  

A1. pyrite oxidation

○ 호기성 조건 : FeS₂ + 3.5O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2SO₄^2- + 2H⁺ 

○ 낮은 pH : Fe²⁺ + 0.25O₂ + H⁺ → Fe³⁺ + 0.5H₂O 

 

Q2. 산성광산폐수가 흐르는 개천 바닥에서 노란색 침전물(yellowboy)이 관찰되는데, 그 원인을 화학반응식으로 나타내고 반응에 영향을 미치는 중요한 원인을 쓰시오. 

 

A2. 

○ 4FeS₂ (s) + 15O₂ (g) + 14H₂O (ℓ) → 4Fe(OH)₃ (s) + 8SO₄^2- (aq) + 16H⁺ (aq)

○ Fe(OH)₃ (s) : dark orange 

 

Q3. 산성광산폐수 문제를 처리하기 위하여 석회석을 사용하는데, 이때 일어나는 화학반응식을 완성하시오.

 

A3. 

○ 석회석은 산성 폐수와 반응하여 거품을 내며 이산화탄소를 발생시킴

○ CaCO₃ (s) + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂ (g) ↑

 

입력: 2023.01.13 21:28