수질 시안(CN) 분석법 - 자외선/가시선 분광법(UV)

수질오염공정시험기준(ES 04353.1b)

수질 시안(CN) 분석법 - 자외선/가시선 분광법(UV)

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 물속에 존재하는 시안을 측정하기 위하여 시료를 pH 2 이하의 산성에서 가열 증류하여 시안화물 및 시안착화합물의 대부분을 시안화수소로 유출시켜 포집한 다음 포집된 시안이온을 중화하고 클로라민-T를 넣어 생성된 염화시안이 피리딘-피라졸론 등의 발색시약과 반응하여 나타나는 청색을 620 nm에서 측정하는 방법이다.

 

1.2 적용범위

이 시험기준은 지표수, 지하수, 폐수 등에 적용할 수 있으며, 정량한계는 0.01 mg/L 이다.

[주 1] 각 시안화합물의 종류를 구분하여 정량할 수 없다.

 

1.3 간섭물질

1.3.1 다량의 유지류가 함유된 시료는 아세트산 또는 수산화나트륨 용액으로 pH 6 ～ 7로 조절하고 시료의 약 2 %에 해당하는 노말헥산 또는 클로로폼을 넣어 짧은 시간동안 흔들어 섞고 수층을 분리하여 시료를 취한다.

 

1.3.2 황화합물이 함유된 시료는 아세트산아연용액(10 %) 2 mL를 넣어 제거한다. 이 용액 1 mL는 황화물이온 약 14 mg에 대응한다.

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4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 4-다이메틸아미노벤지리덴로다닌-아세톤용액(0.02 %)

4-다이메틸아미노벤지리덴로다닌 (4-dimethylaminobenzylidenerhodanine, C12H12N2OS2, 분자량 : 248.36) 0.02 g을 아세톤 (aceton, CH3COCH3, 분자량 : 58.08)에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.2 설퍼민산암모늄 용액(10 %)

설퍼민산암모늄 (ammonium sulfamate, NH4OSO2NH2, 분자량 : 114.13) 10 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.3 수산화나트륨용액(2 %)

수산화나트륨 (sodium hydroxide, NaOH, 분자량 : 40.00) 2 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.4 아세트산아연용액(10 %)

아세트산아연 (zinc acetate, Zn(CH3COO)2, 분자량 : 183.49) 10 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.5 L-아스코빈산용액(10 %)

L-아스코빈산 (ascorbic acid, C6H8O6, 분자량 : 176.13) 10 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.6 에틸렌다이아민테트라아세트산이나트륨 용액 (시안시험용)

에틸렌다이아민테트라아세트산이나트륨․2수화물 (ethylene diamine tetraaceticacid disodium salt dihydrate, C10H14N2Na2O8․2H2O, 분자량 : 342.14) 10 g을 정제수에 녹이고 수산화나트륨용액(0.4 %)으로 약알칼리성으로 하여 정제수를 넣어 100 mL로 한다.

 

4.1.7 이산화비소산나트륨용액(10 %)

이산화비소산나트륨 (sodium arsenite, NaAsO2, 분자량 : 129.91) 10 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.8 인산염완충용액(pH 6.8)

인산이수소칼륨 (potassium dihydrogen phosphate, KH2PO4, 분자량 : 138.09) 34 g과 무수인산일수소나트륨 (disodium hydrogen phosphate, Na2HPO4, 분자량 : 141.96) 35.6 g을 정제수에 녹여 1 L로 한다.

4.1.9 진한 인산 (phosphoric acid, H3PO4, 분자량 : 98.0, 함량 : 85 %)

 

4.1.10 질산은용액(0.1 M)

질산은 (silver nitrate, AgNO3, 분자량 : 169.87) 17.0 g을 녹여 1 L로 한 후 갈색 병에 보관한다. 크롬산칼륨 (potassium chromate, K2CrO4, 분자량 : 194.19) 0.2 mL를 지시약으로 가한 후, 붉은색이 될 때까지 염화나트륨 표준용액(0.1 N)으로 표정한다.

 

4.1.11 클로라민-T 용액(1 %)

클로라민-T․3수화물 (chloramine-T trihydrate, C7H7ClNNaO2S․3H2O, 분자량 : 281.70) 1.25 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다. 사용할 때 조제한다.

 

4.1.12 페놀프탈레인․에탄올용액(0.5 %)

페놀프탈레인 (phenolphtalein, C20H14O4, 분자량 : 318.32) 0.5 g을 에탄올 (ethanol, C2H5OH, 분자량 : 46.19 ; 95 %) 90 mL에 녹이고 정제수를 넣어 100 mL로 한다.

4.1.13 피리딘-피라졸론 혼합용액

1-페닐-3-메틸-5-피라졸론 (1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone, C10H9N2O, 분자량 : 346.38) 0.25 g을 75 ℃ 열수에 녹이고 실온으로 냉각하여 비스(1-페닐-3-메틸-5-피라졸론)(bis(1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone),C20H18N4O2, 분자량 : 346.39) 0.02 g을 피리딘 (pyridine, C6H5N, 분자량 : 91.11) 20 mL에 녹인 액과 섞는다. 사용할 때 조제한다.

 

4.2 표준용액

4.2.1 표준원액(1,000 mg/L)

시안화칼륨 (potassium cyanide, KCN, 분자량 : 65.12, 표준시약) 2.51 g을 정제수에 녹여 1 L로 한다. 이 용액은 사용 시 조제하며 정확한 농도는 표정절차에 따라 구한다.

 

4.2.1.1 표정

시안이온 표준원액 100 mL를 정확히 취하여 수산화나트륨용액(2 %) 1 mL와 지시약 p-다이메틸아미노벤지리덴로다닌-아세톤용액(0.02 %) 0.5 mL를 넣고 질산은용액(0.1 M)으로 액의 황색이 붉은색으로 되는 종말점으로 하여 적정한다.

 

C = a × f × 0.05204  

C : 시안 농도 (mg/mL)

a : 질산은용액(0.1 M) 소비량 (mL)

f : 질산은 용액(0.1 M)의 농도계수 (factor)

 

4.2.2 표준용액(1.0 mg/L)

표준원액(1,000 mg/L) 10 mL를 정확히 취하여 수산화나트륨용액(2 %) 100 mL와 정제수를 넣어 정확히 1 L로 한다. 이 용액 10 mL를 정확히 취하여 정제수를 넣어 100 mL로 하며 사용 시 조제한다.

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7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.1 시료 100 mL(시안으로서 0.05 mg 이하)를 취하여 500 mL 증류플라스크에 넣고 정제수를 넣어 약 250 mL로 한 다음 지시약으로 페놀프탈레인․에탄올용액 (0.5 %) 2방울 ～ 3방울을 넣고 인산 또는 수산화나트륨용액(2 %)을 사용하여 중화하고 그림 1과 같이 시안증류장치를 조립한다.

 

7.1.2 주입깔때기를 통하여 설퍼민산암모늄용액(10 %) 1 mL와 인산 10 mL 및 에틸렌다이아민테트라아세트산이나트륨용액(시안시험용)을 넣고 수 분간 방치한 다음 증류플라스크를 가열하여 매분 2 mL ～ 3 mL의 유출속도로 증류한다.

 

7.1.3 수집기는 미리 수산화나트륨용액(2 %) 20 mL를 넣어둔 마개 있는 100 mL 부피실린더를 사용하여 수집기 중의 액량이 90 mL가 되었을 때 증류를 끝내고 냉각기를 떼어내어 냉각기의 안쪽을 소량의 정제수로 씻은 후 정제수를 넣어 정확히 100 mL로 한다.

 

7.2 분석방법

7.2.1 전처리한 시료 20 mL를 정확히 취하여 50 mL 부피 플라스크에 넣고 지시약으로 페놀프탈레인․에탄올용액(0.5 %) 한 방울을 넣어 조용히 흔들어 주면서 용액의 붉은색이 없어질 때까지 아세트산(1 + 8)을 넣는다(약 1 mL 소요).

 

7.2.2 인산염완충용액(pH 6.8) 10 mL와 클로라민-T 용액(1 %) 0.25 mL를 넣고 마개를 막아 조용히 섞는다.

 

7.2.3 약 5분 간 방치하고 피리딘-피라졸론 혼합용액 15 mL를 넣고 정제수를 넣어 표선을 채운 다음 조용히 섞고 25 ℃의 물중탕기에서 30분간 방치한다.

 

7.2.4 이 용액의 일부를 층장 10 mm 흡수셀에 옮겨 시료로 한다.

 

7.2.5 따로 정제수 20 mL를 취하여 시료의 시험방법에 따라 시험하여 바탕시험 용액으로 한다.

 

7.2.6 바탕시험 용액을 대조군으로 하여 620 nm에서 시료의 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검정곡선으로부터 시안의 양을 구하고 농도를 구한다.

[주 2] 다량의 유지류가 함유된 시료는 아세트산 또는 수산화나트륨 용액으로 pH 6 ～ 7로 조절하고 시료의 약 2 %에 해당하는 노말헥산 또는 클로로폼을 넣어 짧은 시간동안 흔들어 섞고 수층을 분리하여 시료를 취한다.

[주 3] 잔류염소가 함유된 시료는 잔류염소 20 mg 당 L-아스코르빈산(10 %) 0.6 mL 또는 아비산나트륨용액(10 %) 0.7 mL를 넣어 제거한다.

[주 4] 황화합물이 함유된 시료는 아세트산아연용액(10 %) 2 mL를 넣어 제거한

다. 이 용액 1 mL는 황화물이온 약 14 mg에 대응한다.

 

7.3 검정곡선 작성

7.3.1 표준용액(1.0 mg/L) 0 mL ～ 10 mL를 단계적으로 취하여 100 mL 부피플라스크에 넣고 정제수를 넣어 표선을 채운다. 단, 표준용액은 바탕용액을 제외하고 3개 이상 제조해야하며 필요에 따라 사용하는 표준용액의 양을 달리 할 수 있다.

 

7.3.2 이하 7.2 분석방법에 따라 시험하여 시안의 양과 흡광도와의 검정곡선을 작성한다.

 

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8.0 결과보고

검정곡선은 표준용액의 농도에 대한 흡광도로 작성한다. 시료의 농도는 표준용액의 흡광도에 대한 시료의 흡광도를 비교하여 계산한다.

 

시안 (mg/L) = (y-b)/a × I 

y : 시료의 흡광도

b : 검정곡선의 절편

a : 검정선의 기울기

I : 시료의 희석배수

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