5 경도

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본문내용

용해되어 있거나 부유된 상태의 칼슘이온을 격리시켜서 칼슘이온의 평형농도를 감소시키고 파이프나 봉일러에 탄산칼슘의 침전을 방지한다. 보일러 내에 쌓이는 미네랄 퇴적물은 뜨거운 물이 흐르는 시스템의 표면에 쌓이고 파이프를 막으며 열효율을 떨어뜨린다. 이를 식으로 나타내면
Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O
이다. 라서 물의 경도는 꼭 제거해야 한다.
물의 경도를 낮추거나 제거하는 것을 단물화공정이라고 한다. 물을 단물화softening하는 공정은 여러 가지가 있다.
지역 사회의 단물화 공정과 같이 큰 규모인 공정에서는 석회-소다 공정이 사용된다. 이 공정에서는 소석회Ca(OH)2, 소다회(Na2CO3)가 사용된다. 칼슘은 CaCO3로, 마그네슘은 Mg(OH)2로 침전된다. 만일 칼슘이 중탄산염정도로만 존재하면 Ca(OH)2만이 첨가되도 경도게 제거될 수 있다.
Ca2+ + 2HCO3- + Ca(OH)2 → 2CaCO3(s) +2 H2O
중탄산이온이 상당히 있지 않다면 대부분의 CO32-가 HCO3-로 변화되는 것을 막기 위해 높은 pH에서 CO32-가 공급되야 한다. 이 조건은 Na2CO3를 첨가함으로써 얻을 수 있다. 예를 들어 염화물의 형태로 존재하는 칼슘은 소다회가 첨가되면 제거된다.
Ca2+ + 2Cl- + 2Na+ + CO32- →CaCO3(s) +2Cl- + 2Na+
중탄산염에 른 경도의 제거과정에서는 용해성염이 제거된다. 그러나 중탄산염이 포함되지 않은 용액에서 경도를 제거하기 위해서는 경도이온의 당량에 해당하는 또는 그 이상의 이온 물질을 용액에 첨가해야 한다.
마그네슘이 수산화물의 형태로 침전되기 위해서는 칼슘이 탄산염으로 침전되는 것보다 높은 pH여야 한다.
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 (s)
소다회의 염기성 탄산이온에 의해 pH가 상승될 수 있다.
CO32- + H2O → HCO3- + OH-
큰 규모의 석회-소다 단물화 플랜트에서는 침전된 탄산칼슘생성물이 부가적인 석회의 공급원으로 사용된다. 탄산칼슘을 최소한 825℃열에서 가열하여 생석회CaO로 변환한 다음 물을 첨가하여 수산화칼슘 Ca(OH)2로 만든다.
석회-소다 연화 플랜트에서 단물화된 물은 두가지 단점이 있다. 첫 번째는 과포화효과 때문에 CaCO3와 Mg(OH)2일부가 용액에 잔류된다 . 이 물질이 제거되지 않으면 나중에 침전되어 유해한 퇴적무롤 남거나 물을 탁하게 만든다. 두 번

키워드

경도,   CaCO3,   A+