소개글
"물의경도측정"에 대한 내용입니다.
목차
1. 물의 경도 측정
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론
1.2.1. 표준액
1.2.2. 적정
1.2.3. 경도
1.2.4. 센물
1.2.5. 전경도
1.2.6. 영구 경도
1.2.7. 일시 경도
1.2.8. 경도의 측정
1.2.9. 칼슘경도
1.2.10. 마그네슘 경도
1.2.11. EDTA
1.2.12. EBT 지시약
1.2.13. NANA
1.3. 실험 방법
1.3.1. 시약 및 기구
1.3.2. 전경도 측정
1.3.3. 칼슘경도 측정
1.3.4. 마그네슘 경도 계산
2. 참고 문헌
본문내용
1. 물의 경도 측정
1.1. 실험 목적
실험 목적은 수돗물에 존재하는 알칼리 토금속을 적정을 통하여 정량하고, 물의 경도를 측정할 수 있는 것이다."이 실험의 주된 목적은 수돗물 시료에 대해 0.01M EDTA 표준액을 사용하여 물의 경도(전경도, 칼슘경도)를 측정하는 것이다. 이를 통해 수돗물의 경도와 수질 특성을 파악할 수 있다."
경도는 물 중에 용해되어 있는 칼슘 및 마그네슘 이온의 양에 따라 결정되는데, 이는 물의 품질을 나타내는 중요한 지표이다. 센물(경수)은 이러한 미네랄 함량이 높은 물을 뜻하며, 낮은 경우는 단물(軟水)로 분류된다. 따라서 이 실험을 통해 수돗물의 칼슘, 마그네슘 이온 농도를 정량적으로 확인할 수 있다."
1.2. 실험 이론
1.2.1. 표준액
표준액은 정확한 농도가 알려진 용액을 말한다. 적정에서는 피적정액의 농도를 구하기 위해 사용되는 용액으로, 순수한 물질을 용매에 녹여 만들거나 일정 농도의 용액을 만든 후 표준화하여 제조한다. 이를 통해 피적정액의 반응능력을 정량적으로 측정할 수 있다.
이 실험에서는 0.01M EDTA 표준용액을 사용하여 물의 경도를 측정하였다. EDTA는 화학식 [CH2N(CH2CO2H)2]2인 아미노폴리 카르복실산으로, 철, 칼슘 이온 등의 금속 이온과 결합하여 킬레이트 화합물을 형성한다. 따라서 EDTA 표준용액을 사용하면 물 속 금속 이온의 농도를 정량적으로 측정할 수 있다.
이처럼 표준액은 적정 과정에서 피적정액의 화학반응 능력을 정량화하는 데 핵심적인 역할을 한다. 정확한 농도의 표준액을 사용해야만 실험 결과의 신뢰성을 확보할 수 있다.
1.2.2. 적정
적정이란 화학종의 농도를 구하기 위해 피험 용액이 가진 반응 능력을 측정하는 일련의 조작이다. 피험 용액에 반응하는 시약(적정제)을 첨가하여 화학종의 전량이 정량적으로 반응해 버리는 데 필요한 양을 부피 단위로 측정한다. 이때 적정제의 농도를 이미 알고 있어야 한다. 적정을 통해 얻은 부피 값과 화학량론적인 계산을 통해 피험 용액 중 화학종의 농도를 결정할 수 있다.
이번 실험에서는 시각 적정을 사용했다. 시각 적정은 적정에 관여하는 물질의 색 변화 또는 반응계에서 일어나는 육안적 변화를 관찰하여 적정 종말점을 결정하는 방법이다. 구체적으로, 적정 용액에 EBT(Eriochrome Black T) 지시약을 가하면 pH 10 부근에서 청색을 띠지만, 칼슘, 마그네슘 등의 금속 이온과 복합체를 형성할 때 적색으로 변한다. 이후 EDTA 표준용액을 적가하면 EDTA가 칼슘, 마그네슘 이온과 우선적으로 결합하여 무색의 킬레이트 화합물을 형성하게 되고, 이 과정에서 지시약 EBT가 유리되면서 용액이 청색으로 변하게 된다. 이 청색 변화 지점을 적정의 종말점으로 판단한다.
1.2.3. 경도
경도는 물 속에 함유되어 있는 유발물질에 의해 나타나는 물의 세기를 말하며, 그 유발물질은 주로 칼슘과 마그네슘이다. 즉 물 속에 녹아있는 이 물질들의 양의 기준을 정해서 그 기준보다 더 많은 양이 녹아있으면 '경수(센물)'로 분류하며 그 이하면 '연수(단물)'이라 할 수 있다.
통상적으로 경도는 0~75mg/L이면 단물, 75 ~ 150mg/L이면 비교적 약한 센물, 150~300mg/L은 센물, 300mg/L이상이면 아주 강한 센물로 구분된다. 경도가 높은 물은 산뜻하지 않은 진한 맛을 나타내고, 낮은 경우에는 담백하고 김빠진 맛을 나타낼 수 있다. 또한 경도가 과도하게 높으면 위장이 상하여 설사를 하거나, 비누의 세척력을 떨어뜨리며, 음식 맛도 저하시키고, 보일러에 물때를 생성하여 열전도율도 낮아질 뿐만 아니라 급수배관의 부식을 초래하여 구리, 아연, 납, 카드뮴등의 금속이 용출될 수도 있다. 우리나라에서는 먹는물에 대해 45가지의 수질기준을 가지고 ...
참고 자료
Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 실험재료
Ⅲ. 실험원리
Ⅳ. 실험방법
Ⅴ. 실험결과
1. 정제수(100mL)
2. 수돗물(100mL)
Ⅵ. 과제
박승조 외 3명 공저(2012). ⌜환경인을 위한 분석 화학실험⌟. 경기도 파주 : 도서출판 동화기술.
196~198, 200p
세화 편집부, 화학대사전, 세화(2001)
화학용어사전편찬회, 화학용어사전, 일진사(2011)
한국식품과학회, 식품과학사전, 교문사(2012)
환경공학연구회, 환경공학용어사전, 성안당(2002)
Wikipedia, “hard water”, https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_water
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일본보일러용어 연구회, 보일러용어사전, 성안당(2006)
Wikipedia, “ebt”, https://en.wikipedia.org/wiki/Eriochrome_Black_T
Wikipedia, “nana”, https://en.wikipedia.org/wiki/N-Acetylneuraminic_acid
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