2024 지방직 9급 11번 풀이 - 물의 경도(Hardness)와 알칼리도

2024년 지방직 9급 환경공학개론 11번 문제는 수질 분야에서 매우 중요한 개념인 경도(Hardness)의 정의, 계산 방법, 그리고 알칼리도와의 관계를 정확히 이해하고 있는지 묻는 문제입니다.

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11. 물의 경도(hardness)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 경도가 큰 물은 물때(scale)를 생성하여 온수 파이프를 막을 수 있다.

② 경도가 50 mg/L (CaCO₃ 기준) 이하인 물을 경수라 한다.

③ Ca²⁺와 Mg²⁺ 등의 농도 합으로 구한다.

④ 알칼리도가 총경도보다 작을 때 탄산경도는 알칼리도와 같다.

💡 AI와 함께하는 명쾌한 풀이

물의 경도는 물속에 녹아있는 칼슘(Ca²⁺)이나 마그네슘(Mg²⁺) 같은 이온들의 양을 탄산칼슘(CaCO₃) 농도로 환산해서 나타낸 값입니다.

1. 경도의 영향: 경도가 높은 물(경수)을 가열하면 흰색 침전물인 물때(스케일)가 생깁니다. 이 물때가 배관에 쌓이면 열 전달을 방해하고 파이프를 막히게 할 수 있습니다.
2. 경수의 분류: 보통 경도 수치에 따라 물의 성질을 나눕니다.
   • 단물(연수): 경도가 낮은 부드러운 물 (보통 75 mg/L 이하)
   • 센물(경수): 경도가 높은 빡빡한 물 (보통 150 mg/L 이상)
3. 탄산경도 계산법: 탄산경도는 '총경도'와 '알칼리도' 두 수치를 비교했을 때 더 작은 값을 따라갑니다.

✅ 정답 및 해설

정답: ② 경도가 50 mg/L (CaCO₃ 기준) 이하인 물을 경수라 한다.

원리 이해 (오답 분석):

• ② 경수의 기준: 경도가 50 mg/L 정도로 낮은 물은 경수가 아니라 연수(단물)라고 부릅니다. 경수는 보통 150 mg/L를 초과하는 경우를 말하므로 2번 설명은 수치와 명칭이 잘못 연결되었습니다.

옳은 선지 분석:

• ① 스케일 생성: 경도가 높으면 온수 파이프 등에 칼슘 결정이 쌓여 막힐 위험이 있는 것이 맞습니다.
• ③ 측정 대상: 경도는 주로 칼슘(Ca²⁺)과 마그네슘(Mg²⁺) 이온의 양을 합산하여 구합니다.
• ④ 알칼리도와의 관계: 알칼리도가 총경도보다 작다면, 탄산경도는 알칼리도 값과 같아집니다. (반대로 알칼리도가 더 크면 탄산경도는 총경도와 같아집니다.)

📝 핵심 개념 정리 (티스토리 요약 노트)

경도(Hardness)와 알칼리도 핵심 포인트

• 주요 원인 물질: 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺) 등 2가 이상 양이온
• 문제점: 비누가 잘 안 풀림, 보일러 효율 저하, 파이프 폐쇄
• 탄산경도 공식: 탄산경도 = 총경도와 알칼리도 중 작은 값
• 수치에 따른 분류:
  • 0 ~ 75: 연수 (단물)
  • 75 ~ 150: 적당한 센물
  • 150 ~ 300: 경수 (센물)

🌟 한 줄 요약

"50 mg/L면 아주 부드러운 단물(연수)이지, 빡빡한 경수가 아닙니다!"

⚠️ 수험생 함정 포인트

경도 분류 수치(연수, 경수 등)는 학자나 기관마다 조금씩 다를 수 있지만, 보통 75 미만은 연수, 150 이상은 경수라는 큰 틀을 기억하는 것이 중요합니다. 50이라는 숫자를 보고 '작은 숫자 = 연수'라고 바로 떠올릴 수 있어야 합니다.