환경공학실험 | Hardness

 

 

 

일반적으로 경수(hard water)는 거품을 내는데 상당히 많은 양의 비누를 필요로 하고, 또 파이프나 보일러 기타 물의 온도를 크게 높이는데 쓰이는 장치 등에 물때(scale)를 생기게 한다. 일반인들에게는 경제적인 측면이나 세탁의 조건 등의 이유로 비누소비량이 중요한데 엔지니어에게는 물때 문제가 가장 중요하다. 합성세제의 출현으로 가정용수로서의 경수사용의 많은 단점은 줄었으나 여전히 비누가 위생적이고 세탁용으로 많이 쓰이기 때문에 경수는 중요한 문제로 남아있다. 비록 일반 대중으로부터의 요구는 적지만, 연수화(water-softening)공정을 통한 경도제거는 여전히 필요하다.

 

물의 경도는 가정용수와 공엉용수로서의 적합성을 결정하는데 중요한 고려사항이다. 엔지니어는 경도자료를 근거로 연수화공정의 필요성을 판단한다. 물속에 존재하는 칼슘 마그네슘경도의 상대적인 양과 탄산 비탄산경도의 상대적인 양은 연수화공정의 가장 경제적인 형태 결정과 그 설계의 중요한 고려사항들이다. 경도 측적 자료는 연수화공정의 필요한 근거 자료로서 이용된다.

 

 

경도(HARDNESS)

우리가 다루는 물에는 일반적으로 Ca²⁺나 Mg²⁺ 와 같은 금속 2가 이온들이 상당량 녹아 있다. 이 2가 금속이온은 세탁 시 비누와 결합하여 세탁력 저하 및 비누 사용량을 증가시키고, 2가 금속 이온이 포함된 물이 파이프나 보일러를 통과할 때, 금속이온들이 이런 장치들에 달라붙어 물때(scale)를 생성한다. 2가 금속이온의 양을 일괄적으로 표현하기 위해 2가 금속이온의 당량을 ㎎/ℓ․CaCO₃ 로 환산한 값이 경도(HARDNESS)이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 시료 50㎖를 비이커(또는 삼각플라스크)에 취하여 증류수 50㎖를 가해 희석 후, 비이커(또는 삼각플라스크)에 50㎖를 담는다.

 

2) 위의 희석시료에 완충용액, Complexing agents, NaOH(0.1N) 용액을 각각 2～3㎖씩 첨가한다.

 

3) EBT 지시약을 1㎖ 가한다.

 

4) 시료를 천천히 교반 시키면서 EDTA적정액으로 적정을 시작한다.

 

5) 종말점(end point)을 찾는다(색 변화 : 적색 → 청색).

 

6) 이 실험을 수회 반복하여 아래 공식으로 경도를 계산한다.

 

7) B 값은 Standard Calcium Solution을 EDTA적정액으로 위의 실험 방법에 따라 적정하여, 적정에 소비된 ㎖수 이다.(B값은 1.04)

 

 

 

 

[환경공학실험]Hardness 레포트