환경화학실험 | 경도 측정

 

 

 

TIP

 

 

경도의 개념을 이해하고 총경도, 측정방법, 당량의 개념, 경도의 용도를 이해한다. 또한 경도가 환경공학에 있어서 어떤 중요성을 가지고 있는지 확인하다. EDTA 적정벙을 시용한 실험에서 각 시료의 제조법과 역할을 이해하고, 수돗물과 미지시료에 사용된 EDTA 용액의 양으로 경도를 구해 각 시료를 분류해 보고 이에 대해 고찰 해 본다.

 

 

 

측정목적(경도의 활용)

기본적으로 경수란 칼슘 또는 마그네슘이 상당히 많은 농도가 포함되 있는 물을 말한다. 지하수는 칼슘, 마그네슘 이온을 고농도로 포함하기 쉬운데, 경도는 이 점에서 두 가지의 문제점을 일으킨다.

 

첫째, 경도와 비누가 반응하면 비누응유(soap curd)라고 하는 끈적끈적한 침전물을 형성한다. 목욕, 세탁, 설거지와 같은 모든 가정에서의 세척을 경수로 행할 때 침전물을 많이 형성한다.

 

이러한 문제는 합성 세제의 사용으로 인해 줄어 들 수 있겠지만 두 번째 문제인 스케일 문제가 남는다. 경수는 데워질 때 탄산칼슘(CaCO₃)과 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂)이 침전되어 돌과 같은 스케일을 형성해 온수 파이프를 막으므로, 히터, 보일러, 열교환기의 효울이 떨어진다. 스케일이 꽉 찬 파이프는 비용이 많이 소모되더라도 대체해야 하며, 또한 스케일이 찬 열 교환 장치는 열교환이 미흡해서 연료비용이 증가할 뿐 아니라 쉽게 파손된다.

 

이런 두 가지 이유 때문에 상수처리장 자체 내에서 경도를 제거하지 않는다면, 많은 공장들은 사용하게 될 물을 연수화 하는데 필요한 장치 설비비용이 들게 된다. 많은 지역에서는 탄산염이온이 없거나 거의 포함하지 않는 토양을 가지고 있다. 따라서 중탄산염이온의 생성을 일으키는 탄산염이온의 해리 그리고 CO₂와의 반응이 일어나지 않는다.

 

이러한 “연수”는 기본적인 음이온들이 거의 없으므로 상수보다 훨씬 더 pH가 7에 근접하게 된다. 그러나 용존 칼슘과 마그네슘이 거의 없지만 상대적으로 용존 탄산나트륨(Na₂CO₃)의 농도가 높은 호수들이 있다. 이러한 호수들은 경도는 매우 낮지만 높은 알칼리도를 나타낸다.

 

흥미롭게도 경수지역에 사는 사람들이 매우 연수인 지역에 사는 사람들보다 심장병으로 인한 평균 사망률이 낮다는 것이 발견되었다. 경수를 마시는 이점이 몸속에 마그네슘이온(Mg²⁺) 공급으로부터 유래하는 것인지 또는 경수가 나트륨과 중금속과 같이 다른 이온들의 존재를 제공하는 것으로부터 유래하는 것인지는 아직 명확하지 않다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 수돗물 50㎖, 시료 50㎖를 준비하여 삼각플라스크에 넣는다.

 

2) 10% KCN 2방울을 넣는다.

 

3) 염화암모늄-암모니아수 완충액 1㎖를 넣는다.

 

4) 0.01N 염화마그네슘 용액 1㎖를 넣는다.

 

5) EBT 지시약 1㎖ 넣는다.

 

6) 뷰렛에 0.01N EDTA 표준액을 채우고, 적당량을 기록한다. (3회 이상)

 

7) 적정에 소비된 0.01N EDTA 표준액으로부터 탄산칼슘의 양 확인

 

 

 

[환경화학실험]경도 측정 레포트