수질 시안(CN) 측정법 - 이온전극법

수질오염공정시험기준(ES 04353.2a)

수질 시안(CN) 측정법 - 이온전극법

이 시험기준은 지하수, 지표수, 폐수 등에 존재하는 시안을 측정하기 위하여 pH 12 ～ 13의 알칼리성에서 시안이온전극과 비교전극을 사용하여 전위를 측정하고 그 전위차로부터 시안을 정량하는 방법으로 ES 04350.2b 음이온류-이온전극법에 따른다.

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수질오염공정시험기준(ES 04350.2b)

음이온류-이온전극법

1.0 개요

1.1 목적

이 시험기준은 불소, 시안, 염소 등을 이온전극법을 이용하여 분석하는 방법으로 시료에 이온강도 조절용 완충용액을 넣어 pH를 조절하고 전극과 비교전극을 사용하여 전위를 측정하고 그 전위차로부터 정량하는 방법이다.

 

1.2 적용범위

이 시험기준은 지표수, 지하수, 폐수 등에 적용할 수 있으며, 정량한계는 불소, 시안 은 0.1 mg/L, 염소는 5 mg/L 이다.

[주 1] 염소는 비교적 분해되기 쉬운 유기물을 함유하고 있거나, 자외부에서 흡광도를 나타내는 브롬이온이나 크롬을 함유하지 않는 시료에 적용된다.

 

1.3 간섭물질

황화물 이온 등이 존재하면 염소이온의 분석에 방해가 될 수 있다.

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4.0 시약 및 표준용액

 

4.1 시약

4.1.1 4-다이메틸아미노벤지리덴로다닌 아세톤 용액(0.02 %)

4-다이메틸아미노벤지리덴로다닌 (4-dimethylaminobenzylidenerhodanine, C12H12N2OS2, 분자량 : 240.23) 0.02 g을 아세톤에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.2 수산화나트륨용액(20 %)

수산화나트륨 (sodium hydroxide, NaOH, 분자량 : 40.00) 200 g을 정제수에 녹여 1 L로 한다.

 

4.1.3 수산화나트륨용액(4 %)

수산화나트륨 4 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.4 수산화나트륨용액(2 %)

수산화나트륨 2 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.5 수산화나트륨용액(0.1 M)

수산화나트륨 0.4 g을 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

 

4.1.6 아세트산용액(10 %)

아세트산 (acetic acid glacial, CH3COOH, 분자량 : 60.05) 10 mL를 정제수에 녹여 100 mL로 한다.

4.1.7 아세트산(1 + 10)

아세트산 (acetic acid glacial, CH3COOH, 분자량 : 60.05) 10 mL를 정제수 100 mL에 넣어 혼합한다.

 

4.1.8 아세트산염완충용액(pH 5)

질산칼륨 (potassium nitrate, KNO3, 분자량 : 101.10) 100 g과 아세트산 50 mL를 정제수 500 mL에 가하여 용해한 후 여기에 수산화나트륨용액을 가하면서 pH 5로 조절한 후 정제수를 가하여 1 L로 한다.

 

4.1.9 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 하여 염화나트륨 표준용액(1,000 mg/L)으로 표정한다.

 

4.1.10 크롬산칼륨용액

크롬산칼륨 (potassium chromate, K2CrO4, 분자량 : 194.19) 50 g을 정제수 약 200 mL에 녹이고, 붉은색침전이 생길 때까지 질산은 (silver nitrate, AgNO3, 분자량 : 169.87)용액을 넣어 여과한 후 여과액에 정제수를 넣어 1 L로 한다.

 

4.1.11 티사브용액 (TISAB Solution)

염화나트륨 50 g과 구연산이암모늄 1 g을 정제수 500 mL에 녹이고 아세트산 50 mL를 넣은 다음 수산화나트륨용액(20 %)으로 pH 5.2로 조절하고 정제수를 넣어 1 L로 한다.

 

4.2 표준용액

4.2.2 시안 표준용액

4.2.2.1 시안 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.

 

4.2.2.1.1 표정

시안이온 표준원액 100 mL를 정확히 취하여 수산화나트륨용액(2 %) 1 mL와 지시약 4-다이메틸아미노벤지리덴로다닌 아세톤용액(0.02 %) 0.5 mL를 넣고 질산은용액(0.1 M)으로 용액의 황색이 붉은색으로 되는 지점을 종말점으로 하여 적정한다.

 

시안농도 (mg/mL) = a × f × 0.05204 

a : 질산은용액(0.1 M) 소비량 (mL)

f : 질산은용액(0.1 M)의 농도계수 (factor)

 

4.2.2.2 시안 표준용액(100.0 mg/L)

표준원액(1,000 mg/L)으로부터 시안으로서 20 mg에 대응하는 부피를 정확히 취하여 200 mL 부피플라스크에 넣고 수산화나트륨용액(0.1 M)으로 표선을 채운다.

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7.0 분석절차

 

7.1 전처리

7.1.2 시안

ES 04353.1b 시안-자외선/가시선 분광법의 7.1 전처리에 따른다.

[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 mg당 아스코빈산(10 %) 0.6 mL 또는 이산화비소산나트륨용액(10 %) 0.7 mL씩 비례하여 넣는다.

[주 4] 황화합물이 함유된 시료는 황화물이온 약 28 mg 당 아세트산아연용액(10 %) 2 mL를 넣어 제거한다.

7.2 분석방법

7.2.1 전처리한 시료 100 mL를 200 mL 비커에 옮긴다.

[주 5] 불소이온의 분석 시 시료를 옮긴 다음 티사브용액(pH 5.2) 10 mL를 넣어 흔들어 섞는다.

[주 6] 염소이온의 분석 시 시료를 옮긴 다음 아세트산염완충용액(pH 5) 10 mL를 넣어 흔들어 섞는다.

[주 7] 완충용액을 이용하여 pH를 조절하는 것은 이온강도를 일정하게 해주기 위함이다.

 

7.2.2 여기에 이온전극 및 비교전극을 침적시키고 기포가 일어나지 않는 범위내에서 일정한 속도로 세게 교반하여 전위가 안정될 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검정곡선으로부터 이온의 양을 구하고 농도 (mg/L)를 산출한다.

[주 8] 시료와 표준용액의 측정시 온도차는 ± 1 ℃이어야 하고, 교반속도가 일정하여야 한다.

[주 9] 불소이온 표준용액(0.1 mg/L), 시안이온 표준용액(0.1 mg/L), 염소이온 표준용액(5 mg/L)에 침적시켜 전위값이 안정될 때부터 측정한다.

[주 10] 염소이온전극의 응답시간은 온도가 10 ℃ ∼ 30 ℃의 경우, 염소이온의 농도가 5 mg/L 이상이면 1분 이내 이다.

 

7.3 검정곡선의 작성

7.3.1 불소, 시안 표준용액(100 mg/L)은 단계적으로 10배씩 희석하여 0 mg/L, 0.1 mg/L, 1 mg/L, 10 mg/L, 100 mg/L의 표준용액을 준비하고, 염소이온 표준원액(1,000 mg/L)을 단계적으로 희석하여 0 mg/L, 5 mg/L, 10 mg/L, 100 mg/L, 1,000 mg/L 염소이온 표준용액을 준비한다. 각각의 희석된 표준용액을 100 mL씩을 취하여 200 mL 비커에 옮긴다.

[주 11] 시안은 수산화나트륨용액(0.1 M)을 사용하여 희석한다.

 

7.3.2 낮은 농도부터 높은 농도 순으로 시료의 7.2 분석방법에 따라 시험하여 농도와 측정전위 값과의 검정곡선을 작성한다.

 

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8.0 결과보고

다음 식을 사용하여 농도를 계산한다.

 

이온농도 (mg/L) = (y-b)/a × I 

y : 시료의 피크높이

b : 검정곡선의 절편

a : 검정곡선의 기울기

I : 시료의 희석배수 

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