[화공기초실험 및 설계]이온교환수지를 사용한 용존 이온성 물질의 제거 (결과레포트)

소개글

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목차

(결과레포트)
1. Title

2. Abstract
(가) 실험목적

(나) 실험내용
⦁ 시약 & 재료
⦁ 기계 & 기구
⦁ Experimental Procedure

3. Theory

4. Result & Discussion

5. Conclusion

6. Reference

(사전레포트)

1. Title : 이온교환수지를 사용한 용존 이온성 물질의 제거

2. 실험목적

3. 실험내용
1) Reagent and Apparatus

2) Experimental Procedure

4. Theory

5. 참고문헌

본문내용

뒤 5분간 정치하여 반응할 때를 기다린다.
⑦ 반응이 끝나면 ZEROING키를 누르고 영점을 잡는다.
⑧ 영점을 잡은 후 ③번 과정에서 시료를 증류수로 10배 희석시켜서 넣는다.
⑨ 이것을 ④~⑥번 과정을 반복한 후 Sample bottle를 안에 넣고 희석비율을
잡아준 후 측정한다.
5. 위와 같은 방법으로 이온교환수지 투입량에 따른 각각의 이온 제거정도를
도표와 그래프로 나타낸다.
4. Theory
▶ 이온교환(ion exchange)
어느 물질을 염류의 수용액과 접촉시켜 두었을 때 그 물질 속의 이온은 용액속으 로 나오고 용액 속의 이온이 그 물질 속으로 들어가는 현상 즉, 용액 중의 다양 한 이온들과 불용성 수지(이온교환 수지) 사이에서 같은 하전(positive or negative)을 가진 이온들의 가역적 교환 이온교환체(ion exchanger) : 이온교환 현상을 나타내는 물질.
▶ 이온교환수지 개요
이온교환수지는 미세한 3차원 구조의 고분자 기체에 이온교환기(functional group)를 결합시킨 것으로서 극성, 비극성 용액중에 녹아있는 이온성 물질을 교 환, 정제하여주는 고분자 물질이다.
이온교환수지⇒
▶ 이온교환수지의 종류
<양이온교환수지〉
⑴ 강한산형 : 이온교환을 하는 기로서 술폰산기 －SO3H를 가지는 것. 넓은 pH 영역에 걸쳐서 양이온교환이 가능하다. 경수의 연화, 순수의 제조 등에 강 한 염기인 것과 병용하며, 가장 널리 사용된다.
⑵ 약한산형 : 카르복시기－COOH를 가지는 것. 능력이 크고, 재생이 가능하다.
〈음이온교환수지〉
⑴ 강한염기형 : 4급 암모늄염기로서 R4NOH형인 것. 강한 염기성을 지니며, 넓은 pH 영역에 걸쳐서 음이온교환이 가능하다.
⑵ 약한염기형 : 1급·2급·3급의 아미노기를 가지며, 염기성은 약하나 능력이 크고 안정하다. 이온교환수지는 각각 다음과 같은 중화반응 · 중성염분해 · 복분해
등을 보인다(단, R는 수지의 모체). ① R－H＋NaOH ↔ R－Na＋H2O ② R－H＋NaCl ↔ R－Na＋HCl ③ R－Na＋KCl ↔ R－K＋NaCl ④ R－OH＋HCl ↔ R－Cl＋H2O ⑤ R－OH＋NaCl ↔ R－Cl＋NaOH ⑥ R－Cl＋NaBr ↔ R－Br＋NaCl 이들 중 ②와 ④를 조합하면 해수의 탈염이 가능하다. 이 밖에 양쪽성 이온교환수지가 있는데, 이것은 양·음의 이온을 동시에 교환할 수 있다. 이온교환작용을 나타내는 물질, 즉 이온교환체의 일종. 물에 불용성인 합성수지이며, 이온교환수지·음이온교환수지·양쪽성이온교환수지등이 있다.
▶ 이온교환수지의 용도
- 이온교환수지의 주된 용도는 이온교환인데, 양이온교환수지와 음이온교환수지 의 용도는 경수를 연수로 전환시키는데 있다.
▶ Ammonium Nitrate ()
- 질산과 암모니아가 반응하여 생성되는 염으로, 질산용액에 암모니아 가스를 주화하여 얻을 수 있다. 질산암모늄은 공기 중에서는 안정한 편이지만 온도가 높거나, 밀폐용기 속에 들어있을 때, 혹은 가연성물질과 함께 있을 때는 폭발의 위험이 있기 때문에 주의해야 한다. 질산암모늄은 산성용액인 질산용액을 염기성인 암모니아가스로 중화하여 얻을 수 있다. 비료·폭약·냉각제 등에 쓰이며, 효모 배양의 양분, 인쇄 등에도 사용된다.
▶ 암모니아성 질소
- 암모니아 또는 암모늄염을 질소량으로 나타낸 것. 암모니아 암모늄이온, 암모늄염 NH₃-N등으로 표현되며 시료를 alkalize한 다음 끓이거나 증류하여 추출할 수 있으므로free ammonia 라고도 부른다. 암모니아성 질소는 질소질 유기물 분해시 제 1차로 생성되는 질소이다. 또 나 가 생물학적으로나 화학적으로 환원하여 암모니아성 질소를 형성한다. 지하수중의 NH₃-N 함유도 같은 원리이다.
▶ 질산성 질소
- 음용수에 존재하는 질산성 질소 성분은 사육되는 동물이나 인체에 여러 가지 형태로서 건강을 해치게 된다. 질산성 독성은 거의 무시해도 좋으나 2차, 3차적인 영향을 미칠 수 있다는 점에서 주목 할 필요가 있다. 2차적인 독성은 미생물에 의해서 질산성 질소가 아질산성 질소로 환원됨으로써 초래된다
5. 참고문헌
화공기초실험, 김광·박동원 저, 동아대학교출판부(2003), p72～76
분석화학, 최규원, 박영사, 1975, p.543 - 562
환경화학, 김덕찬, 배재호, 문경환 공역(1977), 서울 : 동화기술, p690 ~ p698
수질분석 및 수처리 실험, 김형석 외 2명(1996), 서울 : 동화기술, p78 ~ p89

키워드

이온교환수지,   양이온교환수지,   이온,   이온교환법,   spectrophotometer,   질산성 질소와 암모니아,   음이온교환수지,   교환능력