NO2의 정량분석

목차

1. 제목 : NO2의 정량분석

2. 목적

3. 원리
3.1 질소산화물의 종류
3.2 질소산화물의 성상
3.3 NOx의 발생원과 농도
3.4 질소산화물에 의한 피해
3.5 수동Saltzman법의 원리

4. 기기, 기구, 시약
4.1 기기
4.2 기구
4.3 시약

5. 실험방법
5.1 시료채취법
5.2 분석방법
5.3 계산식

6. 순서도
6.1 시료채취
6.2 분석

7.결과
7.1 시료의 성상
7.2 실험의 결과

8. 토의
8.1 실험 결과치에 대한 고찰
8.2 일반 대도시에서 NO2의 방출원에 대한 고찰
8.3 실험 원리에 대한 고찰
8.4 실험 과정에 대한 고찰

9. 참고문헌

본문내용

지염, 폐렴, 폐섬유화를 유발등이 있으며, 식물의 경우에는 성장을 저해시키고, 의복섬유등의 탈색 및 조직의 강도나 탄성도를 감쇠시킨다.
NO2 농도에 따른 인체에 대한 영향은 표 8-4에 정리했다.
표8-4 NO2 농도에 따른 인체에 대한 영향
농도(ppm)
증상
1～3
냄새를 감지할 수 있는 농도
13
눈이 따갑고 코에 자극
50
코에 강한 자극 및 가슴이 거북함을 느낌
80
가슴이 막힌 것 같은 통증
150～200
폐수종 발생, 3～5주 내로 사망
<참고> NO3- 생성메카니즘
1. 균일반응
광학적 반응에 의하여 생성되는 NO3-는 균일반응을 경유한다. NOx, -OH, -HO2, N2O5는 NO3-생성 메카니즘에서 주요한 전구물질이 되는 것으로 알려져 있다.
도시대기에서 일어날 수 있는 NO3-의 반응은 다음 표와 같다. 다음 장의 표에서 광화학적 반응에 의하지 않는 균일계 생성 메카니즘으로써는 반응5를 생각할 수 있다.
< NO3-의 여러 가지 생성 메카니즘>
Reaction Number
Reaction
Rate Constant at 25oC ppm-1 min-1
1
OH + NO2 → HNO3(g)
1.7×104
2
N2O5 + H2O(g) → 2HNO3(g)
1.5×10-5
3
NO3(g) + NO2 → N2O5
5.6×103
4
N2O5 → NO3(g) + NO2
12.2
5
N2O4 + H2O(g) → HNO3 + HNO2
6
NH3 + HNO3(g) → NH4NO3
0.028
7
HO2 + NO3(g) → HNO3 + O2
2.5×103
8
OH + HNO3(g) → H2O + NO3
120
9
OH + NO2 + M → HNO3 + M
0.46～2×104
10
O3 + NO2 →NO3 + O2
대기 중 가스 NO3-농도와 O3농도는 상관관계가 높은 것으로 알려져 있으나 이것은 O3가 직접 가스상 NO3-를 생성하는 것이 아니고 O3가 -OH기를 생성함으로서 반응이 진행되며, 광화학 반응에 의하여 생성된 NO2(O3 + NO → NO2 + O2, O + NO + M → NO2 + M)와 인공 발생원으로부터 배출된 NO2도 가스상 NO3-생성에 영향을 미친다. 야간에 입자상 및 가스상 NO3-의 주요 생성메카니즘은 위의 표의 반응 4, 5를 생각할 수 있으며 이들 반응은 계절에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 그 외 야간 가스상 NO3-의 생성반응으로서 반응 11과, 12를 생각할 수 있으나 이 반응은 반응 4에 비하여 거의 일어나지 않는다.
NO3(g) + CH2O → HNO3(g) + HCO
NO3(g) + CH3CHO → HNO3(g) + CH3CO
2. 불균일반응
1) 액적반응에 의한 입자상 NO3-생성반응
NOx가 직접 액적에 흡수되어 액적내에서 다음과 같은 반응을 경유하여 입자상 NO3-를 생성한다.
2NO2(g) + H2O(l) → NO3- + NO2- + 2H+
NO(g) + NO2(g) + H2O(l) → 2NO2- + 2H+
이들 반응이 평형에 도달하면 다음 반응이 된다.
3NO2(g) + H2O(l) → 2NO3- + NO- + 2H+
균일반응에서와 같이 불균일반응에 의하여 N2O5(g)가 액상에 흡수되어 다음과 같이 입자상 NO3-를 생성한다.
N2O5(g) + H2O(l) → 2NO3- + 2H+
액적내에서 산소와 과산화수소에 의한 NO2-의 산화반응은 다음과 같다.
2NO2- + O2(aq) → 2NO3-
HNO2 + O2(aq) → NO3- + H2O
NO2 + H2O2(aq) → NO3- + H2O
2) 해염입자와의 반응에 의한 입자상 NO3-의 생성
NO2(g)가 0.1～100ppm으로 존재할 경우 NaCl과 반응하여 NaCl, NOCl, HCl이 생성되고 다음과 같은 반응식이 성립된다.
a)H2O의 농도가 높을 경우
6NO2(g) + 3H2O(l) ↔ 3HNO3(l) + 3HNO2(l)
3HNO2(l) ↔ HNO3(l) + 2NO- + H2O(l)
4HNO3(l) + 4NaCl(p) ↔ 4NaNO3(p) + 4HCl(l)
H2O(l) + 3NO2(g) + 2NaCl(p) ↔ 2NaNO3(p) + 2HCl(l) + NO-
b)H2O의 농도가 낮을 경우
2NO2- + H2O(l) ↔ HNO3(l) + HNO2(l)
NaCl(p) + HNO3(l) ↔ NaNO3(p) + HCl(l)
HCl(l) + HNO2(l) ↔ NOCl(l) + H2O
2NO2- + NaCl(p) ↔ NaNO3(p) + NOCl(l)
3) 액적 중 NO3-와 SO42-의 농도비
NH3 -HNO3 -H2SO4 -H2O계의 평형관계에서 HNO3의 분압 PHNO3는 상대습도(RH)와 액적 중의 NO3-와 SO42- 농도비에 영향을 많이 받고 PNH3는 RH의 영향을 받지 않는다. 그리고 PNH3는 pH가 증가함에 따라 PHNO3는 감소한다. PNO와 PH2SO4가 증가하고 PNH3, PNO2, RH가 감소할 때 액적중에 NO3-농도는 감소하고 SO42-농도는 증가한다. SO42-는 SO2(g)의 가스상 반응으로부터 H2SO4(g)가 생성된 액적에 흡수되거나 SO2(g)가 직접 액적에 흡수되어 생성된다. NO3-는 NO2가 O3와의 균일응으로 생성될 수 있고 대부분 NO, NO2가 직접 액적에 흡수되는 액상산화반응으로 생성된다.
9. 참고문헌
1) 김희강 외 3인, “대기오염과 제어”, 동화기술, 1판, p. 337～353 (1992)
2) 장철현, “환경인을 위한 유해가스 처리공학”, 동화기술, 1판, p. 59～63 (1992)
3) 환경처, “대기공정시험방법”, 동화기술, 2판, p. 461-465 (1994)
4) 유근우, "대기중 정량시 방해가스의 영향에 관한 연구”, 한양대학교 환경과학대학원, p. 9～33 (1986)
5) 최동선, “미분탄 연소 발전소에서의 NOx생성과 저하”, 한양대학교 환경과학대학원, p. 6～23 (1985)
6) 김성현, “성문이화학사전”, 삼광출판사, 1판, p. 759, 1532, 1536 (1993)
7) 편집부, “화학약품편감”, 시사문화사, 4판, p. 63, 61, 98, 779, 11 (1980)

키워드

2. 목적,   . 원리,   4. 기기, 기구, 시약,   5. 실험방법,   6. 순서도,   7.결과