수질 크롬(Cr) 분석법 - 원자흡수분광광도법(AAS)

수질오염공정시험기준(ES 04414.1c)

수질 크롬(Cr) 분석법 - 원자흡수분광광도법(AAS)

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 물속에 존재하는 크롬을 측정하는 방법으로, 시료를 산분해하거나 용매추출 하여 시료를 직접 불꽃으로 주입하여 원자흡수분광광도계로 분석하는 방법이다.

 

1.2 적용범위

1.2.1 이 시험기준은 지표수, 지하수, 폐수 등에 적용 할 수 있다.

 

1.2.2 크롬은 공기-아세틸렌 불꽃에 주입하여 분석하며 정량한계는 357.9 nm에서의 산처리법은 0.01 mg/L, 용매추출법은 0.001 mg/L이다.

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4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 유기물 및 현탁물질이 많은 시료는 ES 04400.1b 금속류-불꽃 원자흡수분광광도법에 따른다.

 

4.1.2 과망간산칼륨용액(0.02 M)

과망간산칼륨 (potassium permanganate, KMnO4, 분자량 : 158.03) 0.32 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.3 메틸아이소부틸케톤 (methyl isobutyl ketone(MIBK), C6H12O, 분자량 : 100.16)

 

4.1.4 브로모페놀블루용액

브로모페놀블루 (bromophenol blue, C19H10Br4O5S, 분자량 : 669.97) 0.1 g을 50 % 에틸알코올에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.5 수산화나트륨용액(1 M)

수산화나트륨 (sodium hydroxide, NaOH, 분자량 : 40.00 ) 40 g을 정제수에 녹여 1 L로 한다.

 

4.1.6 아자이드화나트륨용액(0.1 %)

아지이드화나트륨 (sodium azide, NaN3, 분자량 : 65.01) 0.1 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.7 암모니아수(1 + 4)

암모니아수 (ammonium hydroxide, NH4OH, 분자량 : 35.05 , 함량 28 % 이상) 20 mL를 정제수 80 mL에 희석시킨다.

4.1.8 질산(1 + 2)

질산 (nitric acid, HNO3, 분자량 : 63.01, 함량 : 70 %)과 정제수의 부피비가 1 : 2가 되도록 혼합하여 조제한다.

 

4.1.9 질산암모늄용액(1 %)

질산암모늄 (ammonium nitrate, NH4NO3, 분자량 : 80.04) 10 g을 정제수 1 L에 녹인다.

 

4.1.10 피로리딘 다이티오 카바민산 암모늄용액(2.0 %)

피로리딘 다이티오 카바민산 암모늄 (1-pyrrolidinecarbodithioicacid, ammonuim salt, C5H12N2S2, 분자량 : 164.30, 원자흡수분광용) 2.0 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한 다음 메틸아이소부틸케톤 50 mL씩으로 2회 씻어준다. 이 용액은 사용직전에 조제한다.

 

4.1.11 황산

황산 (sulfate acid, H2SO4, 비중 : 1.84, 분자량 : 98.08, 함량 : 95 %이상)을 사용하여 바탕시험결과 금속류가 검출되어서는 안 된다.

 

4.1.12 황산(0.12 M)

황산 6.5 mL를 천천히 정제수에 녹여 1 L로 한다.

 

4.1.13 황산제일철암모늄용액

황산제일철암모늄․6수화물 (ammonium ferrous sulfate hexahydrate, (NH4)2Fe(SO4)2․6H2O, 분자량 : 392.17) 3.5 g을 황산 0.5 mL와 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.2 표준용액

4.2.1 크롬표준원액(1,000 mg/L)

다이크롬산칼륨 (potassium dichromate, Cr2K2O7, 분자량 : 294.18) 0.283 g을 100 mL 부피플라스크에 넣고 약간의 정제수를 넣은 다음 진한질산 1 mL를 가해 완전히 녹여준 후 정제수로 표선까지 맞추어 제조하여 사용하거나 시판용 표준용액을 사용한다.

 

4.2.2 크롬 표준용액(20 mg/L)

크롬 표준원액(1,000 mg/L) 2.0 mL를 정확히 취하여 100 mL 부피플라스크에 넣고 진한질산 약 3 mL 넣어 정제수를 표선까지 채운다. 이 용액은 사용 시 항상 새로 조제한다.

 

4.2.3 크롬 표준용액(0.5 mg/L)

크롬 표준용액(10 mg Cr/L) 5.0 mL를 정확히 취하여 200 mL 부피플라스크에 넣고 진한질산 약 3 mL 넣어 정제수를 표선까지 채운다. 이 용액은 사용 시 항상 새로 조제한다.

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7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.1 산처리법

7.1.1.1 시료 중 유기물 및 현탁물질이 많은 경우에는 ES 04150.1b 시료의 전처리방법에 따르며, 크롬함유량이 미량으로 유기물 및 현탁물질이 거의 함유하지 않는 시료는 7.1.2 ∼ 7.1.3에 따라 실험한다.

 

7.1.1.2 시료 적당량을 취하여 비커에 넣고 시료 100 mL 당 황산 2 mL를 넣어 가열하여 끓이고 방치하여 냉각한 다음 황산제일철암모늄용액 1 mL 넣어 흔들어 섞고 질산 2 mL를 넣어 끓여서 철을 산화시킨 다음 방치하여 냉각하고 암모니아수(1 + 4)를 넣어 약알칼리성으로 하여 준다.

 

7.1.1.3 암모니아 냄새가 없어질 때까지 끓이고 뜨거운 상태로 약 20분간 정치하여 수산화철과 크롬을 공침시키고 침전은 여과한다. 거름종이의 잔류물을 온 질산암모늄용액(1 %)으로 2회 씻은 다음 여액과 씻은 액을 버리고 침전은 온 질산(1 + 2) 소량을 사용하여 녹이고 거름종이를 온수로 씻는다. 여액 및 씻은 액을 합하여 0.1 N ～ 1 N 산성용액으로 하여 일정량으로 한다.

 

7.1.2 용매추출법

7.1.2.1 2.5 μg 이하의 크롬을 포함하는 부피(최대 100 mL)의 시료를 200 mL 부피플라스크에 취하여 약 100 mL로 한다. 이 때 pH는 2.0 이하가 되어야 하며, 필요하면 진한질산을 첨가한다.

 

7.1.2.2 시료에 과망간산칼륨용액(0.02 M)을 한 방울씩 첨가하여 연한 핑크색이 유지되도록 한다.

 

7.1.2.3 20분간 수증기 중탕 (steam bath)에서 가열한다. 만일 핑크색이 없어지면 과망간산칼륨용액을 한 방울씩 첨가하여 핑크색이 유지되도록 한다.

 

7.1.2.4 수증기 중탕을 하는 동안, 아자이드나트륨용액을 한 방울씩 첨가하여 과망간산칼륨 색이 없어지도록 한다. 아자이드나트륨 용액은 2분 간격으로 첨가하여 과량을 첨가하지 않도록 하며, 마지막 한 방울을 가한 후에는 5분을 더 가열한 다음 플라스크를 물중탕으로 옮겨 실온으로 냉각한다.

7.1.2.5 실온으로 냉각된 시료 용액에서 갈색 침전물을 없애기 위해 여과지 (Whatman No. 40)를 사용하여 거른다.

7.1.2.6 2.0 mL의 수산화나트륨용액과 2방울의 브로모페놀블루용액을 첨가한다. 시료와 표준용액의 색이 노란색이면 파란색으로 변할 때까지 수산화나트륨용액(1 M)을 한 방울씩 가한다.

7.1.2.7 시료가 파란색이 없어질 때까지 황산용액(0.12 M)을 한 방울씩 가한다. 그리고 2.0 mL의 황산용액(0.12 M) 부가적으로 가한다. 이때의 pH는 2.4가 된다.

 

7.1.2.8 5.0 mL의 피로리딘다이티오카바민산암모늄용액(2 %)을 첨가하여 잘 혼합한다. 이때의 pH는 약 2.8이 된다.

 

7.1.2.9 10.0 mL의 메틸아이소부틸케톤용액을 첨가하여 약 3분 동안 충분히 흔들어 혼합한다.

 

7.1.2.10 수용액 층과 메틸아이소부틸케톤 층이 잘 분리가 될 때까지 기다린다. 물을 첨가하여 메틸아이소부틸케톤 층을 플라스크의 위로 유도할 수도 있다.

 

7.1.2.11 메틸아이소부틸케톤 층을 분석시료로 하여 시료의 흡광도를 측정한다.

 

7.2 분석방법

ES 04400.1b 금속류-불꽃 원자흡수분광광도법에 따른다.

 

7.3 검정곡선의 작성

7.3.1 산처리법

ES 04400.1b 금속류-불꽃 원자흡수분광광도법에 따른다.

 

7.3.2 용매추출법

7.3.2.1 크롬표준용액(0.5 mg Cr/L) 0 mL ∼ 5 mL를 단계적으로 200 mL 부피플라스크 취하여 100 mL로 한다. 단, 표준용액은 바탕용액을 제외하고 3개 이상 제조해야하며 필요에 따라 사용하는 표준용액의 양을 달리 할 수 있다.

7.3.2.2 이하 7.1 전처리와 같은 방법으로 실험하여 표준용액의 농도와 흡광도에 대한 검정곡선을 작성한다.

 

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8.0 결과보고

ES 04400.1b 금속류-불꽃 원자흡수분광광도법에 따른다. 

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