경도(Hardness)
1. 실험목적
경도는 수중 금속의 양이온(Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, Sr2+, Al3+ 등 - 주 원인은Ca2+, Mg2+) 함량을 이에 대응하는 CaCO3 ㎎/L로 환산하여 표시한다. 이 수치는 물의 세기의 정도를 나타내며 총경도는 탄산경도와 비탄산 경도의 합으로 나타내어진다. 합성세제의 출현으로 센물(경수)을 가정용수로 사용할 때의 곤란한 문제들은 대부분 사라졌으나, 일부 세탁과 인체 위생에는 비누가 더 좋으므로, 센물은 여전히 해결되어야 할 문제로 남아있다. 물때의 문제는 수질화학에 대한 지식이 진보되고, 응용원리를 완전히 설명하지는 못하지만 물때의 생성을 방지할 수 있다고 주장하는 여러가지 설비가 개발되어 왔음에도 불구하고 여전히 중요한 과제로 되고 있다.
2. 실험원리
★EDTA 적정법
경도를 지시약으로 Eriochrome Black T(EBT)를 사용하여, 에틸렌디아민테트아세트산(Ethylenediaminetetraaceticacid, EDTA)으로 직접 적정하여 측정할 하는 방법 EDTA 적정법은 매우 정밀하고 정확한 결과를 얻을 수 있다. 현재 가장 흔히 채용하고 있는 방법이다. Eriochrome Black T(EBT)의 수용액은 pH 10 부근에서 청색을 띄게되고 Ca2+, Mg2+ 등의 금속이온이 공존할 경우에는 킬레트생성정수(ligand가 착물을 형성하기 쉬운 정도)의 크기에 따라 Mg2+와 먼저 킬레트착물을 생성해 적자색을 보인다.
Mg2+(무색) + EBT(청색, 소량) → Mg2+ ⇒ EBT 착물(적자색)
이와같은 킬레트화합물을 포함한 액중에 Na2-EDTA의 수용액을 적가하면 pH 10에서 EDTA2-로 존재하여 먼저 Ca, Mg와 1:1로 무색의 착물을 만든다.
Ca2+ + EDTA(무색) → Ca2+ ⇒ EDTA(무색) : 당량점 이전
Mg2+ + EDTA(무색) → Mg2+ ⇒ EDTA(무색) : 당량점 이전
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2013.05.02
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