물의 경도: 알아야 할 사항

물은 왜 단단한가요?

물의 경도는 물에 포함된 Ca ²⁺ 및 Mg ²⁺ 이온의 밀리그램 수에 따라 결정됩니다. 총 알칼리도(수질의 또 다른 지표)를 결정하는 경도 부분을 탄산경도라고 하며, 일시적 경도라고도 합니다. 총 알칼리도에 대한 정량적 초과분을 비탄산염(고체) 경도라고 합니다. 탄산염 경도와 비탄산염 경도의 총합은 총(일반) 물 경도를 나타냅니다. 물 속의 칼슘과 마그네슘 이온 함량이 높을수록 경도가 높아집니다. 또한 이 지표의 값은 철 및 망간 이온의 영향을 간접적으로 받습니다. 물은 순환하는 동안 다양한 농도의 원소 이온을 제공하는 암석이나 토양과 같은 수많은 요소와 접촉하기 때문에 단단해집니다. 자연적으로 발생하는 물에는 일반적으로 최대 10mg Mg/l이 포함되어 있습니다. 마그네슘 이온의 농도는 리터당 100mg을 초과하는 경우가 거의 없습니다. 천연 수원에서 널리 사용되는 경도 유형은 칼슘 경도라고도 하는 칼슘 이온 함량이 높기 때문입니다. 분석 및 품질 관리 실험실에서는 착화합물계 EDTA 방법을 사용하여 총 경도를 결정합니다. 탄산염 경도(총 알칼리도에 해당)는 여전히 적정의 종말점을 결정하는 시각적(또는 대안적으로 전위차) 수단과 함께 산-염기 적정 방법을 사용하여 결정됩니다. EDTA 방법은 칼슘 이온과 마그네슘 이온의 총 함량을 측정하는 방법을 기반으로 합니다. 분석할 시료를 에리오크롬 블랙 T를 지시약으로 하여 pH 9~10의 에데트산이나트륨(에틸렌디아민테트라아세트산의 나트륨염) 용액으로 적정합니다. 적정이 끝나면 색깔이 빨간색에서 파란색으로 변합니다. 이 측정에 사용된 적정제는 약어 EDTA로 표시됩니다. 수용액 내의 에데트산이나트륨은 전기분해를 거치고, 생성된 에데트산이나트륨 이온은 분석된 이온과 복합체를 형성합니다. (수질 분석 주문 외에) 직접 물의 대략적인 경도를 확인할 수도 있습니다. 이렇게 하려면 적절한 테스트 스트립이나 낙하 테스트를 구입해야 합니다. 이를 사용하는 경우 테스트와 함께 제공되는 지침을 따라야 합니다.

높은 물 경도의 영향:

• 물의 물리적, 화학적 특성이 저하됩니다.
• 경수를 사용하는 가전제품 및 가전제품의 파괴. 기기에서 항상 완전히 제거되지 않는 침전물. 시간이 지남에 따라 가전제품의 손상 및 고장이 발생합니다.
• 스케일 축적. 탄산칼슘과 탄산마그네슘의 흰색 침전물 형태로 발생합니다. 물을 열처리하는 과정에서 침전되기 때문에 주전자에서 가장 흔히 발견됩니다. 스케일이 형성되면 상당한 에너지 손실이 발생합니다.
• 물의 표면 장력이 증가하여 습윤성이 저하되는 등의 현상이 발생합니다. 결과적으로, 예를 들어 직물을 세탁할 때 훨씬 더 많은 세제를 사용해야 합니다.
• 난방 시스템의 노후화. 경수와 직접 접촉하는 난방 보일러는 특히 영향을 받습니다. 불용성 스케일이 쌓이면 배관이 막혀 난방비가 크게 증가합니다.

물 경도의 종류

일반적으로 물의 경도는 다음과 같이 분류됩니다.

• 탄산염 경도 – 접시나 주전자에서 쉽게 눈에 띄는 경도 유형입니다. 탄산염 경도는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 중탄산염에 의해 발생합니다. 그러나 예를 들어 열을 사용하면 물에서 쉽게 제거되므로 이러한 유형의 경도를 종종 일시적이라고 합니다. 이러한 화합물은 뜨거운 물에서 흰색 스케일로 침전되어 용기에 축적됩니다.
• 비탄산염 경도 – 고체 경도라고도 합니다. 물에서 제거하는 것은 어렵습니다. 불안정한 탄산 의 염은 탄산염 경도의 원인이 되는 반면, 황산(VI) , 염산 또는 질산(V) 산과 같은 다른 산의 염은 비탄산염 경도의 원인이 됩니다. 이들은 안정한 황산염(VI), 염화물 및 질산염(V)을 형성하며, 이는 물을 끓인 후에도 물에 남아 있습니다.
• 총 물 경도 – 탄산염 경도와 비탄산염 경도의 합입니다.

물의 경도에는 어떤 정도가 있나요?

물의 경도는 다양한 단위로 표현될 수 있습니다. 여기에는 일반적으로 독일 학위, 프랑스 학위, 영국 학위 또는 물의 경도를 유발하는 염분 함량(부피 리터당 밀리몰 또는 리터당 밀리발레 단위)이 포함됩니다. 경도 값을 독일 도( ^o n)로 표시하는 것은 실험실에서 일반적인 관행입니다. 물의 경도가 독일인 경우 1dm ³ 에는 CaO 10mg에 해당하는 양의 칼슘 및 마그네슘 염이 포함되어 있습니다. 물 경도의 값을 알고 있다면 독일 도로 표시된 결과를 기준으로 물을 분류할 수 있습니다.

• 매우 연수: 5.6 이하,
• 연수: 5.6 – 11.2
• 약간 경수: 11.2 – 19.6
• 경수: 19.6 – 30.8
• 매우 경수: 30.8 이상.

물 경도를 낮추는 방법은 무엇입니까?

물의 경도가 높으면 일상생활에 큰 지장을 줄 수 있습니다. 사용하는 물의 품질을 모르거나 물의 물리화학적 매개변수가 관련 표준을 준수하지 않는 것으로 의심되는 경우, 유능한 실험실에 물 분석을 의뢰하는 것이 좋습니다. 물에서 경도를 제거하는 주요 방법은 열처리입니다. 그러나 이는 일시적인 경도에만 효과적입니다. 열적 방법은 물을 약 ^80oC 의 온도로 가열하는 것입니다. 온도가 증가함에 따라 중탄산칼슘과 중탄산마그네슘은 불용성 탄산칼슘과 탄산마그네슘의 형태로 침전됩니다. 생성된 스케일은 예를 들어 여과를 통해 제거할 수 있습니다. 열적 방법은 물의 경도를 더욱 낮추기 위한 첫 번째 단계인 경우가 많습니다. 칼슘 및 마그네슘 이온은 화학적 방법을 사용하여 침전될 수도 있습니다. 여기에는 특정 연화제, 즉 관련 퇴적물을 침전시키거나 퇴적물과 복합 화합물을 형성하는 것을 목표로 하는 화학적 화합물의 첨가가 포함됩니다. 염 형태로 침전된 칼슘 및 마그네슘 이온은 여과 또는 경사분리를 통해 분리됩니다. 연화제는 집에서도 사용할 수 있습니다. 오늘날 많은 난방 보일러 제조업체는 이온 교환기로 작동하는 중앙 연수기 설치를 제공합니다. 물을 연화시키는 즉각적인 방법은 최근 몇 년간 매우 인기를 끌고 있는 여과수 피처를 사용하는 것입니다. 피처에 부은 물은 이온 교환기 역할을 하는 특수 흡착층을 통과합니다. 시중에는 이러한 투수를 위한 다양한 필터가 있으며, 정수된 물에 필수 미네랄을 즉시 풍부하게 해주는 필터를 구입할 수도 있습니다. 수처리 및 폐수 처리 에 대해서도 읽어보십시오.