환경실험 레포트 #1< 표준 용액과 알칼리도 실험 >과 목 명:환경실험반 / 조A 반 1 조제 출 예 정 일:2014년 4월 14일제 출 일:2014년 4월 14일학 과:건 설 환 경 공 학 전 공학 번 / 이 름:담 당 교 수 명:김 주 원 교수님◆ 목 차 ◆1. 실 험 목 적 ............12. 실 험 원 리 ............13. 배 경 이 론 ............24. 실 험 기 구 ............45. 실 험 방 법 ............56. 실 험 결 과 ............67. 고 찰 ............78. 참 고 문 헌 ............81. 실 험 목 적물의 알칼리도는 산을 중화할 수 있는 능력의 크기를 말한다. 즉, 일정량의 시료를 강산의 표준액으로 어떤 일정한 pH까지 적정할 때 필요한 산의 당량수를 말한다.산도란 알칼리도를 중화시킬 수 있는 능력을 말하며, pH8.5 이하에서 존재한다. 즉, 일정량의 시료를 강알칼리의 표준액으로써 어떤 일정한 pH까지 적정할 때 필요한 알칼리의 당량수를 말한다.물의 알칼리도는 공중보건에 거의 영향을 미치지 않는다. 고농도의 알칼리성 물은 불쾌한 맛이 나서 소비자는 다른 상수원을 찾게 된다.산도는 공설급수에서 이산화탄소에 의한 부식특성을 막기 위하여 포기(aeration)로 제거할 것인지 또는 단순히 석회나 수산화나트륨으로 중화시킬 것인지 그 처리 방법의 선택에 중요한 인자이며, 경도제거에서 필요한 약품의 양 추정에도 중요하다.2. 실 험 원 리알칼리도알칼리도란 수중에 수산화물(OH-), 탄산염(CO3-),중탄산염(HCO3-)의 형태로 함유되어 있는 알칼리성을 이에 대응하는 CaCO3으로 환산하여 1L중의 mg량으로 표시한 것으로 산을 중화시키는데 필요한 능력을 말한다.알칼리도는 대상 용액의 산을 중화시킬 수 있는 능력으로써 “산(주로 H2SO4)"으로 중화측정하고 산도는 알칼리를 중화시킬 수 있는 능력으로서 ”알킬기(주로 NaOH)"로 중화 측정한다.시료수에 지시약으로서 페놀프탈레인(phenolphthalein) 이나 메틸오렌지를 가하고, 이것을 이미 농도를 알고 있는 염산이나 황산으로 중화 적정하여 정한다. 페놀프탈레인을 사용한 알칼리도는 페놀프탈레인알칼리도라고 하며, 천연수에 함유되어 있는 수산이온의 총량과 탄산이온의 반량에 상당한다. 메틸오렌지를 사용한 알칼리도를 메틸오렌지알칼리도라고 하며, 탄산수소이온까지 포함한 총 알칼리도를 나타낸다. 엄밀하게는 약한 알칼리성을 보이는 물질의 총량을 나타낸다.알칼리도는 흔히 얼마만큼의 탄산칼슘에 상당 하는가 로 표현된다.3.. 배경 이론- 노르말 농도“용액 1L 중에 들어있는 용질의 g-당량수”를 노르말농도라고 하고 N으로 표시하며, 이것은 g-당량/L이다. 계산방법은 M농도와 같이 두 가지 방법으로 해결할 수 있으며, M농도 계산방법에서 “g-분자량” 대신 “g-당량”을 사용하면 된다.- Meq밀리당량이라고 하며, 당량은 일반적으로 화학반응에서 화학량론적으로 각 원소나 화합물에 할당된 일정한 물질량이다. 이것은 화학반응의 성질에 따라 정해진다.- Phenolphthalein페놀프탈레인은 페놀계 무색 투명한 용액이다. 이 용액은 산 염기를 구별하는 지시약으로 메틸오렌지, 리트머스처럼 흔히 쓰인다. 화학식은 C20H14O4이며, 염기에서 주로 붉은색으로 반응하고, 중성과 산성에서는 반응하지 않으므로 알칼리성 여부만 판별할 수 있다.- Methyl Orange메틸오렌지는 아조기(-N=N-)를 가지고 있는 아조염료의 하나로서, 그림에서와 같이 염기성용액 속에서는 아조기를 유지하고 있다가 산성용액 속에서 수소이온(H+)이 달라붙으면서 구조가 바뀐다. 아조기는 노란색을 띠고, 바뀐 구조의 물질은 붉은색을 띠기 때문에 염기성용액에서는 노란색을 띠고, 용액의 산성도가 강해질수록 붉은색을 띤다. 더 정확하게는 pH 3.1∼4.4를 변색범위로 가지고 있으며 pH 3.1 아래에서 붉은색을 띠고 pH 4.4보다 높은 pH에서는 노란색을 띤다. 분자량은 327.34이며 오렌지색을 띤 결정구조를 갖는다. 용액 속에서 이온상태로 존재하기 때문에 뜨거운 물·에탄올에는 녹고, 에테르에는 잘 녹지 않는다.- CaCO3로 표시하는 이유수중의 수산화물(OH), 탄산염(CO3-),중탄산염(HCO3-)의 형태로 함유되어 있는 성분을 이에 대응하는 탄산칼슘(CaCO3)형태로 환산하여 mg/l 단위로 나타낸 것이기 때문이다.시료수 pH가 8.3보다 높을 때에는 변색법으로 알칼리도를 측정하는데, 처음 단계에는 페놀프탈레인을 지시약으로 넣어 시료수의 색깔이 핑크색으로부터 무색으로 변한다. 이 값은 탄산 이온이 탄산수소 이온으로 전환되는 당량점에 해당한다.다음 단계에는 메틸오렌지를 지시약으로 넣고, pH가 약 4.5가 될 때까지 적정한다.이 pH는 메틸오렌지 종말점에 해당한다.시료수의 pH가 8.3보다 작을 때에는 지시약으로 메틸오렌지를 한번만 사용하여 적정하면 된다.4. 실험기구실험기구 : 삼각플라스크, 홀 피펫, 지시약병, 뷰렛, 마그네틱 바, 1ℓ 용량플라스크- 홀피펫전용 피펫이라고도 한다. 선단이 가늘고 중앙부가 부풀어 오른 유리제 또는 플라스틱제의 체적계를 말한다. 가장 널리 사용되고 있는 피펫으로, 액체를 표준선까지 끌어 올려 액체의 일정 체적을 재는 기구이다.- 뷰렛임의의 액체량을 적하 시키기 위해 만든 체적계를 말한다. 보통 뷰렛은 두께가 일정하고 긴 유리관에 균등한 눈금선을 새겨 끝단을 가늘게 하고, 코크를 달아 적하량을 조정해 적하 유출 체적을 측정한다. 주로 용량 분석의 표준 용액의 적하에 이용된다. 유리 또는 플라스틱제로 25㎖ 또는 50㎖의 것이 많으며, 육안 측정으로 0.01㎖ 까지 읽을 수 있다.- 용량 플라스크부피 플라스크, 매스 플라스크, 용량 플라스크라고 한다. 5mL~3L까지 다양하다. 주로 100mL, 250mL를 많이 쓴다. 시료 용약이나 표준 용액등에 쓰이며, 농도를 원하는 데로 조절할 수 있다.시약- 0.02N 황산 용액- 에틸알콜 95%- 메틸오렌지혼합지시약: 메틸오렌지 0.05g + 증류수 → 100ml- 0.02N 황산 용액 조제 방법: 증류수 100ml + 황산 95% 3ml →냉각 시킨 후 증류수 첨가하여 전량을 1L → 이 용액을 200ml + 증류수 → 0.02N 황산 용액(1ml는 탄산칼슘1ml)5. 실험 방법측정- 검수 100ml+ MR또는 MO지시약 2~3방울 → 0.02N 황산 용액으로 적정- MR 지시약은 청색→ 자홍색, MO지시약은 무색 → 황색이 될 때까지 적정1) 0.02N NaOH, 0.02N H₂SO₄의 제조제조 된 0.1N NaOH, 0.1N H₂SO₄용액을 각각 5배 희석한다. 1L 용량플라스크에 들어있는 0.1N의 용액을 100ml 용량 플라스크에 옮긴 후 그 양을 다시 500ml 용량 플라스크로 옮겨서 증류수 500ml 눈금까지 채운 후 완전히 혼합한다. 제조 후에는 마개를 닫거나 끝부분을 막고 용액명, 날짜, 농도를 기입한 라벨을 붙인다.2) 측정- 검수 100ml+ MR또는 MO지시약 2~3방울 → 0.02N 황산 용액으로 적정- MO지시약은 무색 → 황색이 될 때 까지 적정3) 계산식- 총 알칼리도(mg/L) = A(적정에 소모된 0.02N 황산 용액의 양) ×10사. 실험 결과CaCO3(mg/l) = (0.02 × 사용된 H2SO4 × 50 × 1000) / 시료량1) 0.02 : 0.02N - H2SO4 사용했으므로2) 50 : 1N H2SO4 1 mL에 상당하는 CaCO3의 mg1N H2SO4 1L = 50g CaCO31N H2SO4 1mL = 50mg CaCO3( CaCO3 분자량 : 100, 1몰 = 100g = 2 당량, 그러므로 1당량 = 50g)3) 1,000 : 알칼리도를 mg/L로 나타내기 위해(단위환산) 사용.사용된 H2SO4 양이 14ml 이므로 총 알칼리도는 140ml/L아. 고찰이번 환경실험은 표준 용액과 알칼리도에 관한 실험 이었다. 알칼리도는 산을 중화할 수 있는 능력의 크기를 말한다. 즉, 일정량의 시료를 강산의 표준액으로 어떤 일정한 pH까지 적정할 때 필요한 산의 당량수를 말한다. 알칼리도는 대상 용액의 산을 중화시킬 수 있는 능력으로써 “산(주로 H2SO4)"으로 중화측정하고 산도는 알칼리를 중화시킬 수 있는 능력으로서 ”알킬기(주로 NaOH)"로 중화 측정한다. 산도란 알칼리도를 중화시킬 수 있는 능력을 말하며, pH8.5 이하에서 존재한다. 즉, 일정량의 시료를 강알칼리의 표준액으로써 어떤 일정한 pH까지 적정할 때 필요한 알칼리의 당량수를 말한다.
구조실험 레포트 #2(단순보의 휨 모멘트 실험)과 목 명:구 조 실 험학 과:건 설 환 경 공 학 전 공반 / 조:A 반 / 4 조학 번:이 름:제 출 예 정 일:2013년 10월 1일제 출 일:2013년 10월 1일담 당 교 수 명:조 양 희 교수님목 차(단순보의 휨 모멘트 실험)1.실험목적?????12.이론적 배경?????13.실험방법 및 장비?????24.실험결과?????45.고찰 및 결론?????86.참고 문헌?????81. 실험목적휨모멘트는 보에 작용하는 하중에 의하여 발생하므로, 보의 설계를 위해서는 작용하는 하중의 크기와 위치가 변할 때 보의 임의의 위치에서의 휨모멘트를 구하여야 한다.이번 실험의 목적은 하중의 크기 및 재하위치의 변화에 따라서 모멘트가 변하는데 그 하중에 대한 임의의 위치에서의 모멘트 변화를 측정하여 휨모멘트의 원리를 이해함에 있다. 또한, 실험 측정값과 수업시간에 배운 지식을 토대로 이론값과의 비교분석을 통하여 그 차이와 원인을 분석·고찰해 본다.2. 이론적 배경【 평형조건 】- 2차원 상의 물체에 작용하는 모든 힘의 합력이 0인 상태를 말한다. 2차원상의 물체에는 다시 말해 X축과 Y축이 있는데 이러한 축의 방향에 대한 힘의 합이 0인 상태이며, 이 물체를 회전시키려는 모멘트가 균형(balance)을 이루어 회전하지 않을 때, 물체는 평형상태에 있다. 이러한 내용은 다음과 같은 식으로 나타내어진다.sum _{} ^{} F _{x} `=`0``````,`` sum _{} ^{} F _{y} `=0`````,`` sum _{} ^{} M``=`0【 모멘트(Moment) 】- 힘은 그것이 가해지는 방향으로 물체를 움직이려는 경향과 함께 축에 대하여 물체를 회전시키려는 경향을 가지며, 그 축과 힘의 작용점의 거리가 멀어질수록 회전시키는 힘이 커진다. 이렇게 물체를 회전시키려는 경향을 모멘트(moment) M이라 한다. 모멘트는 다음 식으로 표현되어진다.M````=``F```` BULLET `dWhere , M : 모멘트F : 힘d : 모멘트 팔(힘의 작용선에서 축까지의 수직거리)【 휨 모멘트와 전단력 】- 임의의 단순보의 자유 물체도를 생각해 보면, 그 자유물체에 대한 하중에 저항하기 위하여 보 내부에서 하중과 같은 크기이면서 방향은 반대인 전단력(V)이 작용하게 된다. 또한 그 자유물체에 대한 하중은 자유물체를 회전시키려는 모멘트(M)를 가지게 되는데, 이러한 모멘트에 저항하고 힘의 평형을 이루기 위하여 자유물체 내부에서 하중이 만들어낸 모멘트와 같은 크기의 휨모멘트가 생기게 된다.내부 합 응력에 대한 부호규약은 다음과 같다.?양의 전단력, V는 자유물체를 시계방향으로 회전시킨다.?양의 휨모멘트, M은 보의 윗부분을 압축시켜 윗부분은 오목하고 아랫부분은 볼록하게 만든다.3. 실험방법 및 장비● 실험절차1) 휨 모멘트 측정 장치에 재하 할 하중의 위치와 크기를 계획한다.2) 사전 계획한 사항에 따라 하중 크기만큼 추의 무게로 만든다. 이 때 유의할 점은 추 걸이의 무게도 추와 같은 10g 임을 명심하고 이에 따라서 하중의 무 게를 계산해야 한다.3) 계획된 위치에 추를 걸어 하중을 재하한 후 디지털 게이지의 값을 읽는다.4) 읽음값과 모멘트 팔길이의 곱으로 모멘트값을 산출·기록한다.5) 하중의 크기 및 위치를 다르게 하면서 위 실험절차를 반복한다.6) 실제 실험한 결과를 시트에 정리한다. 질량 1Kg은 약 9.8N 으로, 100g은 0.98N, 200g은 1.96N으로 계산한다.7) 실험한 하중의 크기 및 위치에 따라 이론식을 이용하여 이론값을 구한다.8) 실험값과 이론값을 비교?분석한다.● 실험장비(그림 : 설치 완료된 휨모멘트 측정 장비)1) 디지털 측정기에 나타나는 수치는 모멘트팔 왼쪽 끝지점의 전단력을 나타낸 다.2) 모멘트 팔길이 : 125mm3) 추 하나의 무게 : 10g (추걸이 하나의 무게 : 10g)4) 하중 재하시 디지털 측정기의 영점 조절 필수4. 실험결과◎ 하중재하에 따른 모멘트 및 오차율(모멘트=하중N x 팔길이L)(오차율 ={LEFT | 실험값-이론값 RIGHT |} over {이론값} TIMES 100)※실험1 (한 지점에서 하중 재하)P무게(g)200250300350400하중(N)이론실험이론실험이론실험이론실험이론실험1.961.52.451.92.942.33.432.63.923.0모멘트(N-mm)이론실험이론실험이론실험이론실험이론실험187.6187.5233.8237.5281.4287.5327.6325375.2375오차율(%) :0.053오차율(%) :1.583오차율(%) :2.168오차율(%) :0.794오차율(%) :0.053※실험2 (두 지점에서 하중 재하)(오차율 ={LEFT | 실험값-이론값 RIGHT |} over {이론값} TIMES 100)=17.15%W1 (N)W2 (N)실측 휨모멘트(Nm)RA (N)RB (N)이론 휨모멘트(Nm)2.45N1.96N0.2271.566N1.034N0.274※실험1의 B.M.DP=200g 일때의 BMD선도M _{max(이론)} = 187.6N·mm ,M _{max(실험)} = 187.5N·mmP=250g 일때의 BMD선도M _{max(이론)} = 237.5N·mm,M _{max(실험)} = 233.8N·mmP=300g 일때의 BMD선도M _{max(이론)} = 281.4N·mm,M _{max(실험)} = 287.5N·mmP=350g 일때의 BMD선도M _{max(이론)} = 327.6N·mm,M _{max(실험)} = 325N·mmP=400g 일때의 BMD선도M _{max(이론)} = 375.2N·mm,M _{max(실험)} = 375N·mm※실험2의 B.M.DM _{max(이론)} =274 N·mm,M _{max(실험)} =227 N·mm5. 고찰 및 결론이번 실험은 보의 휨모멘트 측정에 관한 실험 이었다. 보에 작용하는 하중에 의하여 휨모멘트가 발생한다. 보를 설계하기 위해서는 작용하는 하중의 크기와 위치가 변할 때 보의 임의의 위치에서의 휨모멘트를 구하여야 한다. 이 단원의 본 실험에서는 하중이 증가할 때 모멘트가 변하는 것과 임의의 위치에서 모멘트 변화를 측정하여 휨모멘트의 원리를 이해하고자 하는 것이다.구조역학과 정역학에서 단순보를 그린 후 모멘트와 전단력을 구하는 이론적인 수식 계산만 해보았는데 단순보를 실제 모형으로 옮겨서 실험을 하여 이론을 이해하는 데 도움이 되었다. 대부분의 이론적으로 구한 모멘트 값과 실험을 통하여 구한 모멘트 값이 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
어떻게 돌파할 것인가세계 경제가 위기에 떨고 있는 지금, 우리나라 역시 저성장의 공포에 떨고 있다. 최근 전 분기 별 성장률을 보면 제로 성장을 이어나가고 있다. 이렇게 경제성장률이 떨어진 이유는 세계 경제가 휘청거리는 것뿐만 아니라 내수 시장의 부진으로 인한 위기이다. 소비 지출 비중은 떨어지고 있고 전체 가계의 소비성향 역시 하락 중이다. 그 원인 중 하나가 바로 높은 가계 대출이다. 현재 가계부채는 1000조원으로 1인당 2000만 원 이상의 빚을 지고 있는 셈이다. 정부 또한 부채를 갖고 있어 내수 시장에 투자하기 어려운 현실이다. 여기에 급속한 고령화까지 겹쳐 세수는 주는데 복지 지출은 늘고 있는 것이다.국내 최고의 일본학자인 저자는 책에서 저성장에 돌입하는 한국 경제를 분석하고, 먼저 저 성장기를 맞이하였던 일본의 경우를 들여다본다. 이를 통해 저성장을 맞이한 한국기업들이 어떻게 극복해 나가야 하는지를 짚어준다. 경제가 아무리 저물어도 성장하는 기업은 반드시 있다. 우리에게는 일본이라는 선례가 옆에 있다. 저자는 일본을 통해 기회와 반성, 교훈을 얻을 수 있다고 말한다.일본의 버블시대가 무너질 때 기업은 주식과 부동산 투기에 열을 올리고, 관료는 자신들의 부를 늘이기 위한 이기심으로 경제경영을 엉망으로 했다. 정치가들 역시 자기 지역구 챙기기에 연연하였다. 그 뒤 인구가 감소하기 시작하였다. 인구가 준다는 것은 소비활동과 생산활동이 동시에 줄어듦을 뜻하고 결국 일본은 지는 나라가 되고 말 것이다.전통적인 일본 기업은 계열 유통망에 의존한 시스템이었다. 하지만 유통망이 붕괴되면서 생산과 영업시스템이 각각 영향을 받게 되었다. 심지어 기업의 사업모델 자체가 망가지고 만 것이다. 그 결과 일본 기업들의 전통적인 사업모델이 무너져 갔다. 이러한 위기에도 과거에 집착하던 많은 기업은 변화에 대응하지 못했다. 그 결과 국내외 시장에서 고전을 면치 못했다.즉 이 모든 문제는 리더가 경영에 있어 확실한 리더십을 발휘하지 못했기 때문이다. 과잉을 중단하고, 계열을 파괴하고, 부서를 조정하고, 해외로 사업을 이끌었어야 했다. 이는 전략 없는 경영이라는 비난을 받기도 했다. 중요한 시기에 시대의 흐름을 놓친 것이다.그렇다면 저성장시대에 우리나라는 어떤 모습일까? 아마 일본과 마찬가지로 세입이 줄며 세출이 늘어날 것이다. 따라서 구조적인 개혁이 필요하다. 정부의 재정악화가 계속되면 가계압박이 심해지고 그것은 곧 지출 저하로 이어지며 불황이 예고된다.따라서 개인의 취향을 고려한 소비 패턴에 대응하여야 한다. 또 새로운 유통환경에 대비해야한다. 또 경영자들의 발상을 바꾸어야 한다. 저성장과 고성장의 차이를 인식하고, 현실을 보다 객관적으로 마주해야 한다. 이제 수출은 환율의 변동성 및 과도한 인건비 부담과 규제, 경쟁 을 피할 수 없다. 이럴 때 해외진출을 해야 한다. 하지만 그렇다고 해서 기존 시장을 등안시하면 안 된다. 해외 시장은 개척에 큰 비용이 들고, 가장 친숙한 시장이기 때문이다. 따라서 강력한 시장 지위를 구축하고 양적 성장에서 질적 성장으로 나아가야 한다.