알칼리도

정의

알칼리도는 물이 강산을 중화하는 능력이다.

단위는 탄산칼슘(CaCO3) 환산 mg/L로 나타낸다.

쉽게 말해 물의 완충 여력이다. 알칼리도가 클수록 산을 넣어도 pH가 천천히 변한다.

구성 성분과 완충 작용

알칼리도는 OH⁻, CO₃²⁻, HCO₃⁻ 세 성분으로 이루어진다.

이 성분들은 탄산평형 안에서 서로 전환되며, 자연수에서는 HCO₃⁻가 대부분이다.

산이 들어오면 CO₃²⁻와 HCO₃⁻가 H⁺를 받아 소비하고, pH 변화가 완만해진다.

그래서 알칼리도는 pH 완충의 척도가 된다.

P 알칼리도와 총알칼리도

알칼리도 측정은 지시약을 쓴 중화적정으로 한다.

페놀프탈레인 종말점 pH 약 8.3까지의 값이 P 알칼리도다.

메틸오렌지 종말점 pH 약 4.5까지의 값이 총 알칼리도, 즉 M 알칼리도다.

P 값이 0에 가까우면 중탄산염의 기여가 크다.

정답은 중탄산염이다. 자연수 알칼리도는 대부분 중탄산염에서 나온다.

계산 예제

총알칼리도는 적정에 쓴 산의 당량을 구해 CaCO3 질량으로 환산한다.

황산 0.02N 10mL는 2.0 × 10⁻⁴ eq이다.

CaCO3 당량 50 g/eq을 곱하면 10 mg이다.

시료 0.100L로 나누면 100 mg/L as CaCO3가 된다.

계산에서는 시료량과 규정농도의 단위를 같은 단위로 맞춘다.

정답은 200 mg/L다. 산이 2배면 적정 당량도 2배가 된다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

첫째, 알칼리도는 산을 중화하는 능력이지 pH 값이 아니다.

둘째, 종말점을 혼동하면 안 된다. P 알칼리도는 pH 8.3, 총알칼리도는 pH 4.5이다.

셋째, CaCO3 환산 때 당량 50을 곱하는 과정을 빠뜨리면 감점이 된다.

시험에서는 정의, P와 M 구분, 약품 주입에 따른 감소량 계산이 자주 나온다.

정리

정리하면 알칼리도는 산을 중화하는 능력이며 CaCO3 mg/L로 나타낸다.

P 알칼리도는 pH 8.3까지, 총 알칼리도는 pH 4.5까지 중화에 든 산량이다.

응집제 주입은 알칼리도를 소모하므로 원수 알칼리도를 함께 관리한다.

알칼리도는 pH 변화를 예측하는 기본 지표다.