일반화학실험 | 물의 정제와 수질검사

 

 

 

TIP

 

 

1. 물은 생물체의 생명을 유지시키는 필수 성분으로서 최소한의 양이 충족되지 않으면 생명에 위험을 초래한다.
2. 수질검사를 통하여 물에 함유된 성분의 종류와 양을 이해하고, 마실 수 있는 물을 구별할 수 있게 한다.

 

 

 

 

물 속에는 미세한 진흙입자와 금속이온 및 음이온, 유기물, 바이러스, 박테리아 등의 불순물이 존재할 수 있는데, 이들의 정제방법은 사용 용도, 정제 대상물질, 효율, 정제비등을 고려하여 선택하여야 한다.

 

천연수에는 유기물과 많은 무기이온들이 녹아 있다. 깨끗한 물이란 인체에 유해한 중금속, 음이온, 유기물질, 세균, 방사선 물질 등이 없는 것을 말하는 것이며, 건강에 유익한 물이란 인체에 유익한 성분이 적당량 함유되어 있어야 한다는 것으로 여기서는 무기원소들의 역할이 매우 중요하게 된다. 특히 칼슘염과 마그네슘염을 많이 함유하는 물을 센물이라고 한다. 센물의 정도는 경도(hardness)로 나타내며 경도 1이란 1㏙을 말한다.

 

일반 물 속에는 여러 종류의 유기물과 무기물이 들어있다. +2가 이상의 양이온 존재가 경도의 원인이 되며 경도 20이상을 센물, 그 이하를 단물이라 한다.

 

 

음료수로서의 수질 기준

1) 무색, 무취(탁도 10°이하, 색도 2°이하)이어야 한다.

 

2) 경도는 18°이하여야 한다.

 

3) 액성은 약산성이거나, 약알칼리여야 한다.

 

4) 납, 구리 등의 중금속이 없어야 한다.

 

5) 물 1L당 10㎎이상 탈색되지 않아야 하며

 

6) 20㎎, 염소 30㎎ 이상을 함유하지 않고, 증발시켰을 때 50㎎ 이상의 찌꺼기가 생기지 않아야 한다.

 

7) 현미경 검사에서 미생물이 검출되지 않아야 한다.

 

8) 배양기에서 48시간(20℃) 배양하였을 때 물 1L당 300개 이상의 세균 군락이 생기지 않아야 하며 37℃에서 24시간 배양하였을 때 100개 이상의 세균군락을 형성하지 않아야 한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

	빗물	수돗물	증류수
탁도	육안으로 뿌옇거나 흐린 정도를 관찰한다.
냄새	비이커에 담긴 3가지 물의 냄새를 확인한다.
pH	PH페이퍼로 변화된 색을 관찰한다. (1~11가지 색에 해당되는 PH를 확인한다.)
아질산 이온	① 시험관에 시료 50㎖를 넣고 진한 황산 2~3방울을 넣은 다음 요오드화아연 녹말용액 2~3방울을 넣는다. (녹말 용액 : 녹말 4g과 염화아연 20g에 증류수를 넣고 섞은 후, 10㎖의 더운물을 넣고 가열하여 녹인다.) ② 그늘에 놓았을 때 5분내에 파란색을 띠면 아질산을 포함하고 있는 것이다.
암모니아	① 비커의 물 30㎖에 수산화칼륨 15g을 녹이고 증류수를 가해 전체 용액이 100㎖가 되도록 한다. ② 염화제이수은 용액 0.5㎖를 가하고 정치한다. ③ 위의 맑은 용액(상등액) 10㎖를 시험관에 넣고 네슬러 시약 2~3방울을 가한다. ④ 엷은 노란 색이나 붉은 색을 나타내면 암모니아가 존재함을 나타낸다.
유기물	① 삼각플라스크 속 0.01N 옥살산 용액 10㎖에 묽은 황산 (물 100㎖에 진한 황산 50㎖를 천천히 가함) 5㎖를 넣고 가열한 후, 0.01N KMNO4 용액을 분홍색이 나타날 때까지 가하고 가해 준 양을 기록한다. (a ㎖) ② 삼각플라스크 안의 용액을 버리고 시료 100㎖를 넣은 뒤 여기에 묽은 황산 5㎖를 첨가하여 가열한다. ③ 위의 용액에 0.01N KMNO4 10㎖를 넣고 10분간 다시 끓인다. ④ 0.01N 옥살산 용액 10㎖를 넣어 색을 없앤다. ⑤ 0.01N KMNO4 용액을 붉은 색이 나타날 때까지 가하고 소비된 양을 b ㎖라 하면 KMNO4 전체의 양 c는 (10+a)㎖이다. ⑥ KMNO4 의 사용량은 (c-a)㎖이지만 이것을 보정하면 0.01N용액을 10(c-a)/a를 사용한 것이 된다.

 

염소	① 삼각플라스크 속 시료 100㎖에 10% K2CrO4 2~3방울을 넣은 후 질산은 용액(적당량의 물에 질산은 4.794g을 녹인 후 증류수를 가하여 전체가 1L가 되도록 한다.)을 옅은 붉은색이 나타날 때까지 가한다. ② 이때 소비된 양을 a ㎖라 하면 시료 1㎖에 함유된 염소의 양은 10a ㎎이다. 30㎎이상이면 음료수로는 부적당하다.
경도	① 삼각 플라스크 속 시료 50㎖ 에 NH4OH-NH4Cl 완충용액(pH=10)을 약 2㎖ 가한 다음 EBT 2~3방울을 넣는다. (붉은 색이 된다.) ② EDTA용액을 (물 500㎖에 EDTA 4g을 녹인 것으로 용액 1㎖는 CaCO3 1㎎에 해당)용액의 색이 청색으로 변할 때까지 가하여 소비된 양을 기록한다. (소비된 EDTA용액의 양 : b ㎖)

 

 

 

[일반화학실험]물의 정제와 수질검사 레포트