[분석화학실험 A+] EDTA 표준용액 만들기 및 수돗물의 Ca2+와 Mg2+ 농도 결정 결과 보고서

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문서 내 토픽

• 1. EDTA 표준용액 제조

  실험에서는 Na2EDTA의 표준용액을 만들고, 이를 이용하여 물의 전경도, Ca 경도, Mg 경도를 측정하였다. 먼저 CaCO3 표준용액을 만들어 Na2EDTA 용액의 정확한 농도를 측정하였고, 이를 통해 Na2EDTA 표준용액의 농도가 0.02047 M임을 확인하였다.

• 2. 물의 전경도, Ca 경도, Mg 경도 측정

  착화합물 적정을 통해 수돗물 50.00 mL에 존재하는 Mg2+와 Ca2+의 전체 몰수를 0.0000360 mol로 측정하였다. 이를 바탕으로 물의 전경도는 72.1 mg/L, Ca 경도는 46.6 mg/L, Mg 경도는 25.5 mg/L로 계산하였다.

• 3. 배위결합과 킬레이트 리간드

  전자가 풍부한 화학종이 전자가 부족한 화학종에게 전자쌍을 제공하며 이루어지는 결합을 배위결합이라고 한다. 여러 배위 원자를 가지는 리간드를 킬레이트 리간드라고 부르며, 이를 사용하면 더 안정한 금속 착물을 형성할 수 있다.

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• 1. EDTA 표준용액 제조

  EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid)는 금속 이온과 강한 킬레이트 결합을 형성하는 화합물로, 표준용액 제조에 널리 사용됩니다. EDTA 표준용액 제조 시 주요 고려사항은 EDTA의 순도, 용액의 pH 조절, 안정성 유지 등입니다. EDTA 표준용액은 복잡한 시료 중 금속 이온 정량 분석, 수질 분석, 제약 분야 등에서 다양하게 활용됩니다. 정확한 농도의 EDTA 표준용액 제조를 위해서는 엄격한 실험 절차와 주의 깊은 관찰이 필요합니다. 또한 표준용액의 장기 안정성 확보를 위한 보관 조건 관리도 중요합니다.

• 2. 물의 전경도, Ca 경도, Mg 경도 측정

  물의 경도는 물 중에 용해된 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg) 이온의 농도를 나타내는 지표입니다. 전경도는 Ca와 Mg 이온의 총량을, Ca 경도와 Mg 경도는 각각 Ca와 Mg 이온의 농도를 측정합니다. 이러한 경도 측정은 물의 용도와 처리 공정 선택에 중요한 정보를 제공합니다. 예를 들어 음용수의 경우 적정 경도 범위가 있으며, 산업용수나 보일러수에서는 과도한 경도로 인한 스케일 생성을 방지하기 위해 경도 관리가 필요합니다. 따라서 정확한 경도 측정을 위해서는 표준 분석 방법을 준수하고, 시료 채취와 전처리, 분석 기기 관리 등 세부적인 절차를 숙지해야 합니다.

• 3. 배위결합과 킬레이트 리간드

  배위결합은 중심 금속 이온과 리간드 사이에 형성되는 공유결합으로, 킬레이트 리간드는 두 개 이상의 배위 결합을 통해 금속 이온과 결합하는 특수한 리간드입니다. 이러한 배위결합과 킬레이트 리간드는 화학, 생물학, 의학 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 EDTA는 강력한 킬레이트 리간드로 중금속 제거, 수질 분석, 의약품 제조 등에 활용됩니다. 또한 생체 내 금속 이온 조절, 효소 활성 조절 등에도 배위결합과 킬레이트 리간드가 관여합니다. 따라서 이러한 화학적 개념에 대한 이해는 관련 분야의 기초 지식이자 응용 능력 향상에 필수적입니다.