[기초화학실험]경도

목차

1. 서론
2. 실험 이론
3. 실험
4. 실험 결과
5. 고찰 및 결론
6. 참고자료

본문내용

경도는 물속에 함유되어 있는 미네랄에 의해 나타나는 물의 세기를 말하며, 그 물질은 칼슘이온(Ca2+)과 마그네슘 이온(Mg2+), 철 이온(Fe2+) 등이 있다. 이런 이온들이 많으면 비누와 작용하기 힘든데, 비누 음이온이 이런 금속 이온들과 작용하여 기름기 있는 침전물을 만들기 때문이다. 물속에 녹아있는 이 미네랄의 양이 기준보다 많이 녹아 있으면 경수(센물, Hard Water)로 분류하며 기준 이하면 연수(단물, Soft Water)라 한다. WHO(World Health Organization)에서 경수가 인체에 미치는 영향은 밝혀지지 않았다고 말했지만 칼슘과 마그네슘의 총 농도는 2-4 mmol/L로 권하고 있고, 보일러, 냉수탑이나 물에 초점을 둔 산업에서 심각한 문제를 야기시킬 수 있기 때문에 경도의 측정과 연화(Softening)는 중요하다.

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용액중의 위 5가지 화합물의 농도는 용액의 pH에 따라 결정되는데 이온곱 상수를 보면 알 수 있듯이 pH 10에 서는 HY3-와 Y4-가 64.5%와 35.5%를 차지하고 나머지 화합물은 거의 무시할 정도이다. EDTA 이온 Y4-는 알칼리금속을 제외한 거의 모든 금속이온(Mn+)과 1:1의 Mole 비로 반응하여 안정한 착물을 만든다. EDTA 착물은 중성 또는 알칼리성 용액에서는 안정도가 높지만 산성용액에서는 Y4-의 일부가 수소이온과 반응하기 때문에 분해하는 경향이 커지게 된다. 그러므로 반응액에 미리 적당한 완충용액을 가하여 pH의 감소를 방지하여야 한다.

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실험 과정이 한가지 실험의 나열처럼 나와있지만 세번째 과정까지가 전경도이고 그 다음이 칼슘경도 측정이다. EDTA의 제조는 C10H16N2O8와 C10H14O8N2Na2 2H2O으로 가능한데 이번 실험에서는 C10H16N2O8에 NaOH를 첨가하여 제조하였다. 증류수에 녹이는 과정에서 상온에서 녹지 않아 짧은 시간 가열해서 모두 용해된 줄 알았지만 적정 당시 바닥에 남아있는 걸 보고 다시 10분 정도 100℃로 10분가량 가열한 결과 모두 녹게 되었는데 오랜시간 가열함으로서 수분이 증발해 몰 농도가 높아져 생긴 오차를 염두에 두어야 했다.

참고 자료

Hardness in Drinking-Water, World Health Organization(2003)
화학의 이해 12th Edition, 가정에서 쓰이는 화학물질(21장 576-577) John W.hill,라이프사이언스(2011)
2011 아리수 품질 보고서(p 19), (2012.05.29). 서울특별시
http://en.wikipedia.org/wiki/Hard_water (Hard water, Wikipedia)