질소산화물 분석실험(수동살츠만법)

목차

1. 서론

2. 이론
2-1. 분석방법의 종류
2-2. 시료채취 방법
2-3. 시약 및 제조 방법

3. 실험 방법
3-1. 실험 기구
3-2. 실험 재료
3-3. 사용 시약
3-4. 실험 방법

4. 결과 및 논의
4-1. Raw data
4-2. 결과
4-3. 논의

5. 결론
*참고문헌

본문내용

검량선의 작성
① 25㎖ 용량의 메스플라스크 6개를 깨끗이 씻어 완전히 건조시킨다.
② 1개에 흡수액을 표선까지 채우고, 나머지 5개의 각 메스플라스크에는 차례로 검량선 용 아질산나트륨 표준용액을 0㎖, 0.2㎖, 0.4㎖, 0.6㎖, 0.8㎖, 1.0㎖씩 취한 후 흡수 액으로 표선까지 채워 혼합시킨다.
③ 이 용액들을 15분간 방치하여 완전히 발색시킨 후 각각의 흡광도 측정한다.
④ 세로축을 흡수액 1ml당의 No2의 함유량 (㎕-No2/㎕-흡수액)으로, 가로축을 흡광도로 한 2차원 좌표계에 각 표준용액의 양 대 그 표준용액의 흡광도를 도시하고 각 점을 연결하여 검량선으로 한다.
표준액(ml)
0
(공시험)
0.2
0.4
0.6
0.8
1
미지시료
흡수액(ml)
25
24.8
24.6
24.4
24.2
24
4. 결과 및 논의
4-1. Raw data
(1) 이산화질소 농도 구하는 식
C = 이산화질소 농도
A = 분석용 시료 용액을 발색시켜 측정한 흡광도
AS = 표준액을 발색시켜 측정한 흡광도
VS = 총 가스량
(2) 시료량 구하는 식
VS = 흡인유량 X 흡인시간 X 흡인온도 X 흡인압력
(3) 흡수액 1㎖당 이산화질소(㎖) 구하기
흡수액 1㎖당 이산화질소(㎖) 구하기 =
4-2. 결과
(1) 흡광도 값 및 흡수액 1㎖당 이산화질소(㎖)
구분
A
B
C
D
E
F
미지
시료
표준액
(㎖)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
흡수액
1㎖당
이산화질소
(㎖)
0
0.000074
0.000150
0.000226
0.000304
0.000383
0.6302
흡광도 값
0
0.260
0.348
0.394
0.546
0.639
0.165
★ 흡수액 1㎖당 이산화질소(㎖) 구하기
1) A
2) B
3) C
4) D
5) E
6) F
(2) 엑셀 이용한 검량선 그래프 그리기
( X : 흡광도값 , Y : 흡수액 1㎖당 이산화질소(㎖) )
★ 가스 유량 구하기
VS =
★ 1㎖ 용액당 미지시료의 이산화질소량(㎖)
Y = 0.0005X
= 0.0005 x 0.165
= 0.0000825㎖ 이산화질소/ ㎖용액
★ 포집된 총 이산화질소 양 ( ㎖, gas )
포집된 총 이산화질소양 = 미지시료 1㎖ 용액당 이산화질소량(㎖) X 총 흡수액 부피(㎖)
= 0.0000825㎖ 이산화질소/ ㎖용액 X 500㎖
= 0.04125㎖ 이산화질소
★ 배가스 내 이산화질소 농도
(3) 공식 이용해서 이산화질소 농도 구하기
1) B
2) C
3) D
4) E
5) F
★ 엑셀을 이용한 이산화질소 농도 그래프
4-3. 논의
(1) 검량선을 이용한 농도 값의 차이
① B :
② C :
③ D :
④ E :
⑤ F :
∴ B의 차이가 가장 크게 남. 하지만 대체적으로 오차율이 크게 나옴.
(2) B값을 제외하고 검량식 및 농도 값 재계산 결과
★ 1㎖ 용액당 미지시료의 이산화질소양(㎖)
Y = 0.0005X
= 0.0005 x 0.165
= 0.0000825㎖ 이산화질소/ ㎖용액
★ 포집된 총 이산화질소 양 ( ㎖, gas )
포집된 총 이산화질소양 = 미지시료 1㎖ 용액당 이산화질소량(㎖) X 총 흡수액 부피(㎖)
= 0.0000825㎖ 이산화질소/ ㎖용액 X 500㎖
= 0.04125㎖ 이산화질소
★ 배가스 내 이산화질소 농도
(3) 공식 이용해서 이산화질소 농도 구하기
1) C
2) D
3) E
4) F
⇒ 평균농도 : 3.7669ppm
★ 엑셀을 이용한 이산화질소 농도 그래프
★ 검량선을 이용한 농도 값의 차이
① C :
② D :
③ E :
④ F :
∴ ± 15% 정도의 농도차이가 남.
5. 결론
이번 실험에서는 흡수 발색액 (Saltzman 시약)을 사용하여 흡광도 광법에 의해 시료대기 중에 포함되어 있는 이산화질소를 측정을 하는 살츠만법 실험이었다.
질소 산화물은 고온의 연소과정에서 생성되고 활성이 강하여 이산화질소로 쉽게 산화되어 일반적으로 이산화질소를 질소산화물의 대표물질로 취급한다. 살츠만법에서는 SO2와 O3의 영향을 많이 받고, 시료 채취 후 즉시 분석해야 하는 단점이 있으나, 시료가 흡수액에 흡수된 후 단 시간 내에 발색되어 쉽게 판별할 수 있는 장점이 있어서 실험하기 수월하였다.
대기환경기준치는 연간평균치 0.05ppm이하, 1시간 평균치 0.15ppm이하(연간 3회 이상초과하여서는 안됨)이다. 실험에서 구한 값을 대기환경기준치와 비교하면 NO2가 매우 낮은 농도로 대기 상에 존재함을 알 수 있다.
< 각국의 대기상 NO2농도의 환경기준치 (단위 : ppm) >
국가
한국
미국
케나다
일본
WHO
연평균
0.050
0.050
0.05
-
-
24시간 상한치
-
-
0.11
0.040
-
1시간 상한치
0.150
-
0.21
-
0.170
NO2 는 대기 중에 통상 존재하는 농도에서는 독성이 없으나 NO가 NO2로 산화되기 때문에 NO도 가능성 있는 독성물질로 간주된다. NO2는 주로 폐에 독성을 일으킨다. NO2의 농도가 높을 때에는 단시간 접촉해도 호흡이 빨라지는데, 이는 폐에 이상이 생겨서 다량의 공기를 흡수할 수 없기 때문이다. 낮은 농도에서도 장시간 접촉하면 만성의 폐질환을 일으킨다.
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
이번 실험을 통해 이산화질소의 분석방법에 대해 논의를 쓰면서 약간 이상한 점이 있었다. 나는 계산하기 쉽도록 ㎕대신 ㎖를 사용하여 ppm으로 농도를 구하였는데 다른 아이들과 비교해보니 ppb농도보다 오차가 크게 나타났다. 똑같은 실험값을 가지고 1000을 덜 곱했을 뿐인데 이렇게 실험오차가 크게 나오다니 의외였다. 역시 실험을 할 때는 소수점 한자리만 달라도 크게 차이가 난다는 것을 새삼 느끼게 된 실험이었다.
* 참고문헌
1. 환경부 홈페이지(http://www.me.go.kr/)
2. 네이버 지식in, 블로그
3. http://my.dreamwiz.com/schpm/건강목록/연중독신문내용.htm
-질소 산화물(NOx)의 인체에 미치는 영향

키워드

수동살츠만법,   질소산화물 분석실험,   검량선,   이산화질소 농도,   흡광도,   시료가스,   질소산화물의 영향