Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 산도(Acidity)

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1 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 산도(Acidity)
정의: 물이 수소 이온(proton, H+)를 낼 수 있는 능력 원인: 강산 및 약산의 존재: H+ + OH- = H2O HSO4- + OH- = H2O + SO42- H2S + OH- = HS- + H2O 강산과 약염기 염의 존재 NH4Cl + H2O = NH4OH + H++ Cl- Fe3+, Al3+의 가수 분해(hydrolysis) Al3+ + H2O = Al(OH)3 + 3 H+ Fe2+, Mn2+ 등의 산화 및 가수분해 Fe O2 +2.5H2O = Fe(OH)3 + 2H+

2 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 산도 중요성
물의 부식력(공격력)의 척도  물의 TDS, 경도, 중금속 함량, 물의 pH를 조정 물의 이용 가능 범위 제한: 특히 부식력과 수중 생물에 대한 독성 에 따라

3 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 산도 측정 적정(titration) 문제점
0.02N NaOH (EPA) 0.0248N NaOH (USGS) 문제점 상온에서 금속의 산화반응이 너무 느려 완결이 어려움  반응 속도 를 높이기 위해 끓임 가열로 인해 O2, H2S, CO2와 같은 기체 손실 끓인 후 상온으로 식힌 다음 반드시 추가 적정 기름, 부유물, 침전물 등이 측정 방해  전극 피복 등 종말점: pH=8.3 (99% 이상의 H2CO3가 HCO3-로 바뀌는 점

4 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 산도 보고 mg H+/L meq H+/L mg CaCO3/L
mg H2SO4/L 1 meq H+/L = 1.01 mg H+/L = 49.7 mg CaCO3/L = 48.7 mg H2SO4/L

5 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 염기도(알칼리도, alkalinity)
정의: 물이 수소 이온을 받아들일 수 있는 능력 원인: 탄산이온 염기도(carbonate alkalinity) = mHCO3- + 2mCO32- 강염기 염기도(caustic alkalinity) = mOH- 기타 염기도(other alkalinity) = (𝑁𝐻3, 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑒, 𝑝ℎ𝑜𝑠𝑝ℎ𝑎𝑡𝑒,…) 총염기도(total alkalinity)= 1) + 2) + 3) 중요성 생태계의 환경적 충격 (특히 H+에 의한 충격)에 대한 자연의 자 정 능력을 간접적으로 지시

6 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 염기도(알칼리도, alkalinity) 측정
적정: 0.02N HCl 또는 H2SO4 사용 문제점: 산도 측정에서의 문제점가 유사 종말점: pH = 4.5 보고: mg CaCO3/L

7 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 염기도(알칼리도, alkalinity)
그랜법(Gran method)-탄산이온 이외에 다른 것이 많지 않 을 경우 사용 시료 50mLfmf 비이커에 옮긴다 0.2~0.1N H2SO4 용액 0.05~0.01mL를 마이크로 micropipet으로 첨가하며 첨가량에 따른 시료의 pH 변화 기록 pH가 3.5dlgkrk 될 때까지 2) 반복 그랜 함수(Gran function) 계산: 𝐹 1 = 𝑉 𝑎𝑑𝑑 + 𝑉 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 ∗ 10 −𝑝𝐻 가로축을 Vadd 세로축을 F1 값으로 하는 그래프 도시 위 그래프의 직선 부분을 선형 회귀 분석 (F1을 독립변수로) 위 직선식과 가로축이 만나는 지점의 값이 적정점의 산 용액 부 피, 직선의 기울기가 산의 실제 노르말 농도가 된다 𝑎𝑙𝑘𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑡𝑦=𝑁∗ 𝑉 𝑒𝑛𝑑 ∗50000/ 𝑉 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 (mg CaCO3/L)

8 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 총용존고형물질량(Total Dissolved Solids; TDS)
정의: 단위 부피당 용액에 녹아 있는 용질의 무게 (염도 및 전도도와 매우 밀접한 관계) 측정 여과 증발 접시를 깨끗이 씻은 후, 180C에서 두 시간 가열 . Dessicator에서 식힌 후 무게 측정 일정 부피의 여과 용액을 증발 접시에 옮김 열판에서 서서히 말림(끓으면 안됨) 완전히 마르면, 180C에서 두 시간 더 가열 Dessicator에서 식힌 후 무게 측정 TDS=(무게 6) – 무게 2))/ 시료 부피 (mg/L)

9 Ch. 5. 산도, 염기도, 총용존고형물질량, 경도 경도(Hardness)
정의: 물이 비누를 엉기게하는 성질을 나타내는 척도(알칼 리 토금속 이온의 양에 비례) 측정 직접 측정: EDTA 등을 이용 이론적 계산 mg CaCO3/L =2.497[Ca, mg/L] [Mg, mg/L] 보고 mg CaCO3/L (측정한 것인지 이론적으로 계산한 것인지를 반드시 명기할 것)