수질 COD 적정법 - 다이크롬산칼륨법

수질오염공정시험기준(ES 04315.3b)

수질 COD 적정법 - 다이크롬산칼륨법

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 화학적 산소요구량을 측정하기 위하여 시료를 황산산성으로 하여 다이크롬산칼륨 일정과량을 넣고 2시간 가열반응을 시킨 다음 소비된 다이크롬산칼륨의 양을 구하기 위해 환원되지 않고 남아있는 다이크롬산칼륨을 황산제일철암모늄용액으로 적정하여 시료에 의해 소비된 다이크롬산칼륨을 계산하고 이에 상당하는 산소의 양을 측정하는 방법이다.

1.2 적용범위

1.2.1 이 시험기준은 지표수, 지하수, 폐수 등에 적용하며, COD 5 mg/L ∼ 50 mg/L의 낮은 농도범위를 갖는 시료에 적용한다. 따로 규정이 없는 한 해수를 제외한 모든 시료의 다이크롬산칼륨에 의한 화학적 산소요구량을 필요로 하는 경우에 이 방법에 따라 시험한다.

 

1.2.2 염소이온의 농도가 1,000 mg/L 이상의 농도일 때에는 COD값이 최소한 250 mg/L 이상의 농도이어야 한다. 따라서 해수 중에서 COD 측정은 이 방법으로 부적절하다.

1.3 간섭물질

1.3.1 유리기구류나 공기로부터 유기물의 오염이 되지 않게 주의하고 사용하는 정제수에 유기물이 없는지 확인해야한다.

1.3.2 염소이온은 다이크롬산에 의해 정량적으로 산화되어 양의 오차를 유발하므로 황산수은(Ⅱ)을 첨가하여 염소이온과 착물을 형성하도록 하여 간섭을 제거할 수 있다. 염소이온의 양이 40 mg이상 공존할 경우에는 HgSO4 : Cl- = 10 : 1의 비율로 황산수은(Ⅱ)의 첨가량을 늘린다.

1.3.3 아질산 이온 (NO2-) 1 mg으로 1.1 mg의 산소를 소비한다. 아질산 이온에 의한 방해를 제거하기 위해 시료에 존재하는 아질산성 질소 (NO2-N) mg당 설퍼민산 10 mg을 첨가한다.

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4.0 시약 및 표준용액

4.1 다이크롬산칼륨용액(0.25 N)

다이크롬산칼륨(표준시약)을 103 ℃에서 2시간 동안 건조한 다음 건조용기(실리카겔)에서 식혀 12.26 g을 정밀히 담아 정제수에 녹여 1 L로 한다.

 

4.2 다이크롬산칼륨용액(0.025 N)

다이크롬산칼륨용액(0.25 N) 100 mL를 정확히 취하여 정제수에 넣어 정확히 1 L로 한다.

 

4.3 1,10-페난트로린제일철 용액

1,10-페난트로린 (1,10-phenanthroline, C12H8N2) 1.48 g, 황산제일철․7 수화물 (ferrous sulfate heptahydrate, FeSO4․7H2O) 0.7 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.4 황산수은(Ⅱ)

황산수은(Ⅱ) (mercuric sulfate, HgSO4)은 순도 98 % 이상의 분석용 시약을 사용한다.

 

4.5 황산은용액

황산은 (silver sulfate, Ag2SO4) 11 g을 황산 1,000 mL에 녹인다.

 

4.6 황산제일철암모늄액(0.025 N)

황산제일철암모늄․6수화물(Fe(NH)2(SO4)2․6H2O, ferrous ammonium sulfate hexahydrate) 10 g을 정밀히 달아 정제수에 약 500 mL에 녹이고 황산 20 mL를 넣은 다음 냉각시키고 정제수를 넣어 1,000 mL로 한다.

4.6.1 표정

다이크롬산칼륨용액(0.025 N) 20 mL를 정확히 취하여 삼각플라스크에 넣고 정제수를 넣어 약 100 mL로 한 다음 황산 30 mL를 넣는다. 냉각한 다음 1,10-페난트로린제일철 용액 2방울 ∼ 3방울을 넣고 황산제일철암모늄용액(0.025 N)을 사용하여 액의 색이 청록색에서 적갈색으로 변할 때까지 적정한다.

x : 적정에 소비된 황산제일철암모늄용액(0.025 N)의 양 (mL)

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7.0 분석절차

7.1 분석방법

7.1.1 250 mL 플라스크에 시료 적당량을 넣고 여기에 황산수은(Ⅱ) 약 0.4 g을 넣은 다음, 정제수를 넣어 20 mL로 하여 잘 흔들어 섞고 몇 개의 끓임쪽을 넣은 다음 천천히 흔들어 준다.

[주 1] 현탁물질을 포함하는 경우에는 잘 흔들어 섞어 균일하게 한 다음 신속하게 분취한다.

[주 2] 2시간 동안 끊인 다음 최초에 넣은 다이크롬산칼륨용액(0.025 N)의 약 반이 남도록 취한다.

[주 3] 고농도 시료의 경우에는 시험방법의 다이크롬산칼륨액과 황산제일철암모늄용액 0.025 N 규정농도와 다른 0.25 N 농도를 사용하는 것을 제외하고는 “시험방법”과 동일하게 따른다.

[주 4] 이 방법에서는 수은화합물을 사용하므로 시험 후 폐액처리에 특히 주의하여야 한다.

 

7.1.2 황산은용액 2 mL를 천천히 넣고, 얼음 중탕 안에서 다이크롬산칼륨용액(0.025 N) 10 mL를 서서히 흔들어 주면서 정확히 넣은 다음 플라스크에 냉각관을 연결시키고 냉각수를 흘린다.

 

7.1.3 열린 냉각관 끝에서 황산은 용액 28 mL를 천천히 흔들면서 넣은 다음 냉각관 끝을 작은 비커로 덮고 가열판에서 2시간 동안 가열한다.

 

7.1.4 방치하여 냉각시키고 정제수 약 10 mL로 냉각관을 씻은 다음 냉각관을 떼어내고 전체 액량이 약 140 mL가 되도록 정제수를 넣고 1,10-페난트로린제일철 용액 2방울 ∼ 3방울 넣은 다음 황산제일철암모늄용액(0.025 N)을 사용하여 액의 색이 청록색에서 적갈색으로 변할 때까지 적정한다. 따로 정제수 20 mL를 사용하여 같은 조건으로 바탕시험을 행한다.

8.0 결과보고

a : 적정에 소비된 황산제일철암모늄용액(0.025 N)의 양 (mL)

b : 바탕시료에 소비된 황산제일철암모늄용액(0.025 N)의 양 (mL)

f : 황산제일철암모늄용액(0.025 N)의 농도계수 (factor)

V : 시료의 양 (mL)

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