실험 물의 경도 측정

소개

-화학실험 EDTA를 사용한 물의 경도측정으로 실험 예비 보고서 입니다.

목차

1. 실 험 목 적

2. 실 험 이 론
1. 물의 경도
2. 킬레이트 효과
3. 킬레이트(Chelate, 착물) 적정
4. 킬레이트 적정법
5. EDTA(Ethylene-Diamine Tetraacetic Acid) 착물
6. EDTA의 특징
7. 금속 지시약(Metal Indicator)
8. EBT(ErioChrome Black T) 지시약
9. 집접 적정법
10. 치환 적정법(Replacement Titration Method)
11. 혼합물의 적정

3. 실 험 기 구

4. 실 험 방 법

-물의 경도(Water Hardness) 측정

5. 참 고 문 헌

본문내용

실험 목적
EDTA에 의한 물의 경도 측정실험은 EDTA 착화합물 형성 방법을 이용하여 물속에 포함되어있는 마그네슘(Mg2+)와 칼슘(Ca2+)합계량을 적정, 물의 경도를 측정한다. 또한, 착화반응을 이용한 적정원리와 응용을 이해한다.
실험 이론
1)물의 경도
1. 물 속에 들어있는 모든 이온의 전체 농도를 말한다.
2. 보통 Ca2+와 Mg2+의 농도가 다른 이온의 농도보다 훤씬 크므로 경도는 [Ca2+], [Mg2+]로 나타낼 수 있다. 총경도( = 물중의 칼슘이나 마그네슘 이온에 의한 경도)
3. 경도는 흔히 1L에 들어 있는 CaCO3의 mg 수로 표시한다.
Ex) [Ca2+]+[Mg2+]=1mM 이라면 , 100mg CaCO3 = 1mmol CaCO3 이므로 경도는 L 당 100mg CaCO3 라 한다.

2)킬레이트 효과
-일반적으로 여러 자리 리간드는 유사한 한 자리 리간드보다 더 강한 금속 착물을 형성한다.
Ex) 에틸렌 디아민 두 분자와 Cd2+의 반응이 메틸아민 네 분자와의 반응보다 우세하다.

2M에틸렌디아민과 4M 메틸아민이 공존하는 pH 12에서 [Cd(에틸렌디아민)22+] / [Cd(메틸아민)42+]의 비는 200이다.
이것은 열역학적으로 설명이 가능하다. 화학반응을 진행시키는 두 가지 경향은 엔탈피 감소(음의 △H, 열의 방출)와 엔트로피의 증가(양의 △S), 무질서도의 증가이다.

*참고
반응은 △G<0 일 때 잘 진행된다.
△G = △H- T*△S
△H<0이고, △S>0 일 때 반응이 잘 진행된다.

sol)반응은 위의 두 그림에서 각각 4개의 Cd-N 결합이 형성되는데 두 반응의 △H는 거의 같다. 그러나 반은 <그림 1>에서는 3개의 분자 ( Cd2++2에틸렌디아민)가 반응에 관여하는 반면, 반응 <그림 2>에서는 5개의 분자 (Cd2++4메틸아민)가 관여한다. 5개의 분자가 관련된 반응이 3개의 분자가 관련된 것보다 더 무질서하다.

참고자료

· DANIEL C. HARRIS, QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS 번역판 분석화학, 자유아카데미, 1993
· 김강진 외 3인 역, 분석화학, 자유아카데미, 7판, 2007
· 정용순. 이원, 고급분석화학, 반도츨판사, 1999