【환경화학】 2019 국가공무원 5급(기술) 제2문

2019 국가공무원 5급(기술) 제2문^]

 

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a. 산소요구량 

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Q. 경도는 비누의 사용량에 큰 영향을 미치며 물의 공업적 이용 및 식수로서의 이용에 많은 문제점을 일으킨다. 다음 물음에 답하시오.

 

Q1. 경도를 간단히 정의하고 물에 경도물질이 존재할 경우 비누 사용량이 증가하는 이유를 설명하시오.

 

A1. 경도(hardness of water)는 물의 세기를 나타내는 용어로서 수중의 2가 양이온(예 : Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Sr²⁺ 등) 함량을 여기에 대응하는 mg CaCO₃/L로 환산 표시한 것이다. 2가 양이온들은 비누와 먼저 결합반응을 하여 세척효과를 떨어트린다.

 

Q2. 다음과 같은 이온들이 물에 용해되어 있을 때 경도를 구하시오. (단위 : mg/L as CaCO₃)

 

이온	농도(mg/L)	원자량
Sr2+	25.0	87.6
Mg2+	50.0	24.3
Ca2+	65.0	40.1
Na+	80.0	23.0
K+	30.0	39.1
SO42-	35.0	S : 32.1 O : 16.0

 

A2. Sr²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺가 경도계산에서 관심이 되는 대상이다. 

 

 

참고로 전체 경도(total hardness)는 근사적으로 Ca²⁺ hardness와 Mg²⁺ hardness의 합으로 위에서 이 사실을 확인할 수 있을 것이다. 전체 경도가 0 ~ 75인 경우 연수(soft water), 75 ~ 100인 경우 적당한 경수(moderately hard water), 100 ~ 300인 경우 경수(hard water), 300 이상인 경우 강한 경수(very hard water)로 분류한다.

 

Q3. 탄산경도와 비탄산경도를 정의하고, 다음의 조건에서 탄산경도와 비탄산경도를 구하시오. (단위 : mg/L as CaCO₃)

 

이온	농도(mg/L)
Mg2+	75.0
Ca2+	82.0
CO32-	60.0
HCO3-	30.5
SO42-	35.0

 

A3. 

탄산경도(CH, carbonate hardness)는 CO₃^2-와 HCO₃^-에 의해 야기되는 경도를 지칭하고, 비탄산경도(NCH, non-carbonate hardness)는 전체 경도에서 탄산경도를 뺀 값으로 정의한다. 다음은 탄산경도를 계산하는 공식이다.

 

 

Alkalinity는 ［HCO₃^-］ + 2 ×［CO₃^2-］과 관계된 것으로 mg/L as CaCO₃로 환산하면 다음과 같다.

 

 

Total Hardness는 다음과 같다.

 

 

따라서 탄산경도와 비탄산경도는 다음과 같다.

 

 

입력: 2019.11.04 20:26