개념 한 쪽
수질환경기사 적정법 분석 — COD와 일반 항목
COD 제거율 계산, 페놀류의 pH 10 발색 반응, 총질소의 알칼리성 과황산칼륨 산화, 시안의 방해물질 제거, 개수로 표면유속 보정을 익힌다.
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뜻
적정법은 시료와 반응한 적정액의 소비량으로 목표 성분을 정량하는 방법이다. 같은 일반 항목 분석에는 적정법뿐 아니라 발색 반응의 흡광도를 재는 방법도 함께 쓰인다.
COD는 산성 100℃에서 과망간산칼륨을 반응시키고, 소비된 과망간산칼륨량을 적정으로 구한다. 시료의 적정치에서 공시험치를 빼고, 희석배수와 역가, 산소 환산계수를 곱해 COD 농도를 낸다. 유입수와 유출수의 COD를 각각 구한 뒤 (유입 COD − 유출 COD) / 유입 COD × 100으로 제거율을 계산한다. 재료의 예에서는 제거율이 95%로 나온다.
페놀류는 염화암모늄-암모니아 완충액으로 pH 10 부근으로 맞춘 뒤, 4-아미노안티피린과 페리시안칼륨을 넣어 적색 안티피린계 색소를 만든다. 이 색소의 흡광도를 측정하여 페놀류를 정량한다. 생성 색소를 청색으로 두거나 pH를 다른 값으로 두면 반응 조건과 어긋난다.
총질소는 알칼리성 과황산칼륨 존재하에 120℃에서 유기물과 함께 분해하여 질소 화합물을 질산이온으로 산화시킨다. 이어 산성에서 자외부 흡광도를 측정한다. 질산이온을 그라츠 염색으로 발색할 때는 녹색을 띠며 540nm에서 측정한다. 적색으로 발색한다고 설명하면 틀린다.
시안을 흡광광도법으로 측정할 때 유지류는 pH 6~7로 맞춘 뒤 노말헥산 같은 유기 용매로 추출하여 제거한다. 잔류염소는 아비산나트륨으로, 황화합물은 초산아연으로 제거한다. 방해물질과 제거제의 짝을 바꾸면 성립하지 않는다.
개수로의 표면유속은 최대유속이므로 평균유속을 구하려면 0.75를 곱한다. 부표법은 표면유속만 측정할 수 있어 총 평균유속을 직접 구하는 데 쓰지 않는다. 색도는 투과율법에서 하젠 단위를 쓰고, 부유물질을 제거한 뒤 측정하며, 표준과 다른 색상이라도 측정할 수 있다.
예제
선지 판단은 COD에서 공시험치를 빼고 희석배수·역가를 곱하는지, 페놀류의 pH와 생성 색소, 총질소의 산화제와 질산이온 발색 파장, 시안 방해물질과 제거제의 짝, 개수로에서 0.75를 곱하는지에서 갈린다. 페놀류 생성 색소를 청색으로 한 선지가 틀린다. 총질소의 질산이온을 적색으로 발색한다거나 540nm가 아닌 파장에서 측정한다는 선지도 어긋난다. 유지류를 아비산나트륨으로 제거한다고 짝지은 선지, 표면유속을 그대로 평균유속으로 쓰는 선지도 성립하지 않는다.
자주 묻는 물음
- COD 제거율은 어떤 순서로 계산하나요?
- 각 시료의 적정치에서 공시험치를 빼고, 희석배수와 역가, 산소 환산계수를 곱해 유입수와 유출수의 COD를 구합니다. 그다음 (유입 COD − 유출 COD) / 유입 COD × 100으로 제거율을 계산합니다. 재료의 예에서는 95%가 나옵니다.
- 페놀류와 총질소는 어떤 원리로 측정하나요?
- 페놀류는 pH 10 부근에서 4-아미노안티피린과 페리시안칼륨으로 적색 안티피린계 색소를 만들어 흡광도를 측정합니다. 총질소는 알칼리성 과황산칼륨 존재하에 120℃에서 질산이온으로 산화시킨 뒤 자외부 흡광도를 측정합니다. 질산이온을 그라츠 염색하면 녹색을 띠고 540nm에서 측정합니다.
- 시안의 방해물질 제거와 개수로 평균유속은 어떻게 구하나요?
- 시안의 유지류는 pH 6~7에서 노말헥산 같은 유기 용매로 추출해 제거하고, 잔류염소는 아비산나트륨, 황화합물은 초산아연으로 제거합니다. 개수로에서는 표면유속이 최대유속이므로 평균유속을 구할 때 0.75를 곱합니다. 부표법은 표면유속만 측정하므로 평균유속을 직접 구하지 못합니다.
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