1. Object / Theory (실험목적 / 이론)
◉ 실 험 목 적
우물물이나 지하수와 같은 곳에서는 2가의 양이온들, 특히 Ca²⁺, Mg²⁺ 가 많이 녹아있다. 이러한 이온들이 녹아있는 물에서 빨래를 하거나 비누를 사용하여 뭔가를 세정할 때, Ca²⁺, Mg²⁺가 비눗물의 음이온과 결합하여 물에 녹지 않는 염을 생성하게 된다. 그 결과 비누 거품이 충분히 생기지가 않게 된다.
또한 보일러 배관에 Ca²⁺, Mg²⁺가많이 녹아있는 센물을 사용하게 되면, CaCO₃라는 관석(앙금)이 배관 안쪽 벽에 쌓이게 된다. 이는 배관 내부의 물의 흐름에 방해가 되며 보일러의 열효율을 떨어뜨리는 원인이 된다.
이러한 현상을 막기 위해 Ca²⁺, Mg²⁺같은 이온이 물 속에 얼마만큼 있는지 정량적으로 계산하고, 이를 효율적으로 제거 하는 것을 목표로 한다.
◉ 이론
□ 경도
물의 세기 정도를 나타내는 용어로서 수중의 2가 양이온 함량을 여기에 대응하는 mg-CaCO3/L로 환산 표시한 것으로써, 천연수에 경도를 유발하는 주요 양이온(Ca2+,Mg2+,Sr2+,Fe2+,Mn2)과 그와 염을 이루는 음이온( HCO3-,SO42-,Cl-,NO3-,SiO32-)이 있습니다. 경도가 높은 물에서는 비누의 효과가 나쁘므로 가정용수로서 좋지 않고 공업용수(섬유, 제지, 식품)로서도 좋지 않습니다. 특히 보일러용수로서는 물때(scale)의 원인이 되므로 부적당합니다. 그러나 양조용으로는 경도가 약간 높은 쪽이 좋다고 합니다. Ca, Fe등은 인체에 필요한 성분이므로 음료수에 다소 있는 것이 좋으나 너무 경도가 높으면 설사를 일으키는 수가 있다고 합니다. 우리나라 음용수 기준으로는 300ppm이하로 되어 있으나 실제로는 100ppm이하가 좋다고 보며, 일반인에게는 경제적인 측면이나 세탁을 할 때 겪게 되는 곤란 때문에 비누 사용량에 관심을 가지나, 엔지니어에게는 scale문제가 가장 큰 관심사입니다.
실험에서의 주요 반응은 아래와 같습니다
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2014.01.20
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