EDTA 표준화 및 수돗물의 경도 측정 실험

문서 내 토픽

1. EDTA 표준화

Na2H2Y(EDTA) 표준용액을 탄산칼슘 표준용액으로 적정하여 EDTA의 정확한 농도를 결정하는 과정. 칭량된 탄산칼슘 2g을 용해하여 25mL를 취하고 EDTA 용액으로 적정. 1차 24.1mL, 2차 24.0mL 사용하여 평균값 계산. CaCO3의 몰수를 구한 후 1:1 반응비를 이용해 EDTA 몰수 결정. 이론 농도 0.02M에 factor 1.05를 곱하여 실제 농도 0.021M 계산.
2. 수돗물의 전경도 측정

EDTA 표준용액을 이용하여 수돗물 50mL에 포함된 Ca2+와 Mg2+의 전체 농도를 측정. pH 10 NH3-NH4Cl 완충용액과 Erichrome Black T 지시약 사용. 1차 2.2mL, 2차 2.2mL의 EDTA 사용량으로 전경도 92.5ppm 결정. 종말점에서 지시약 색이 적포도주색에서 청색으로 변화.
3. 칼슘 경도 측정

수돗물 50mL에 6N NaOH를 가하여 pH를 12-13으로 상승시켜 Mg2+를 수산화마그네슘으로 침전제거. NN 지시약을 사용하여 Ca2+만 선택적으로 적정. 1차 1.8mL, 2차 1.9mL의 EDTA 사용. 이를 통해 Ca2+의 개별 농도 결정 가능.
4. EDTA 적정법의 원리 및 오차 분석

EDTA는 금속이온과 1:1로 정확하게 반응하는 킬레이트제. pH 10 완충용액으로 환경 제어하여 안정적인 금속-EDTA 착물 형성. 실험 결과 92.5ppm과 수질검사 결과 90ppm의 2.5ppm 차이 발생. 오차 원인: 종말점 판정의 주관성, 시약 농도 미세 오차, 대기 중 CO2 용해, 수돗물 미세 수질 변동 등.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. EDTA 표준화

EDTA 표준화는 킬레이트 적정법의 기초가 되는 중요한 과정입니다. EDTA 용액의 정확한 농도 결정을 위해 일반적으로 칼슘 표준용액을 사용하여 표준화를 수행합니다. 이 과정에서 EDTA의 순도, 용해도, 안정성 등을 고려해야 하며, 정확한 표준화를 통해 이후 수행되는 적정 실험의 신뢰성을 확보할 수 있습니다. 표준화 시 적절한 완충액 사용과 지시약 선택이 결과의 정확도에 큰 영향을 미치므로, 실험 조건의 엄격한 관리가 필수적입니다.
2. 수돗물의 전경도 측정

수돗물의 전경도 측정은 수질 관리의 중요한 지표입니다. 전경도는 칼슘과 마그네슘 이온의 총 농도를 나타내며, EDTA 적정법을 통해 정량적으로 측정할 수 있습니다. 수돗물의 경도는 지역에 따라 다르며, 과도한 경도는 배관 부식이나 스케일 형성을 유발할 수 있습니다. 정기적인 전경도 측정을 통해 수질 기준 준수 여부를 확인하고, 필요시 연화 처리 등의 조치를 취할 수 있으므로 공중보건 관리 측면에서 매우 중요합니다.
3. 칼슘 경도 측정

칼슘 경도 측정은 수질 분석에서 전경도와 함께 중요한 항목입니다. EDTA 적정법을 이용하여 칼슘 이온의 농도를 직접 측정할 수 있으며, 이는 마그네슘 경도 계산의 기초가 됩니다. 칼슘은 생체에 필수적인 미네랄이지만, 과도한 농도는 결석 형성이나 배관 손상을 초래할 수 있습니다. 정확한 칼슘 경도 측정을 위해서는 적절한 pH 조절, 지시약 선택, 그리고 표준화된 EDTA 용액 사용이 필수적이며, 이를 통해 신뢰할 수 있는 분석 결과를 얻을 수 있습니다.
4. EDTA 적정법의 원리 및 오차 분석

EDTA 적정법은 킬레이트 화합물 형성을 이용한 정량 분석 방법으로, 금속 이온과 EDTA가 1:1로 결합하는 원리에 기반합니다. 이 방법은 선택성이 우수하고 정확도가 높아 경도 측정에 널리 사용됩니다. 그러나 pH, 온도, 지시약 선택, 간섭 이온의 존재 등 여러 요인이 측정 오차에 영향을 미칩니다. 특히 종말점 판정의 어려움, 부분적 킬레이트 형성, 그리고 배경 금속 이온의 간섭 등이 주요 오차 원인입니다. 이러한 오차를 최소화하기 위해 실험 조건의 정밀한 제어와 적절한 공시험 수행이 필수적입니다.

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