황산화물 침적적정

다음주엔 신문스터디 1/ 실험 1/ 이벤트 관련해서 포스팅을 하고 싶은데.......

솔직히 자료조사가 영어 기반이라서 될지 모르겠다네요

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Ⅰ. Title

황산화물 침적 적정법 이론

 

Ⅱ. Purpose

SOx는 대기질을 결정하는 주요 대기오염 물질 중의 하나이며 산성비의 원인물질이기 때문에 배출허용기준을 두어 규제하고 있다. 이번 실험목적은 황산화물의 측정방법을 이용하여 분석하고 그 시험방법의 화학적 원리를 습득하는데 그 목적을 둔다.

 

Ⅲ. Introduction

1. 분석물질에 대하여 (실험 하려는 물질에 대한 설명)

대기 중으로 배출되는 기체상 황화합물은 주로 DMS, CS2, COS 등의 형태를 취한다. 대기오염은 화석연료에 포함된 대량의 황화합물이 대기중으로 배출되면서 야기되었는데, 2000년을 기준으로 전 지구적으로 배출되는 황 화합물의 절반이 바로 so2의 형태로 배출되는 것으로 알려져있다. 황 산화물중 대기오염물질로 중요한 것은 삼산화물과 이산화황이다.

 

SO3은 삼산화 황으로 불리며, 황산 무수물이라고도 한다. 무색을 뛰며 화석연료가 연소하며 생긴 SO2가 공기 중의 산소와 만나 산화되어 생성된다. 황산 미스트가 되어 스모그의 원인이 되기도 한다. 또한 SO2보다 강한 부식 작용을 해 환경파괴에 영향을 미친다.

 

SO2는 이산화 황, 아황산 가스 등으로 불린다. 무색의 자극성이 있는 냄새를 가진 유독성 기체이다. 화산 활동이나 유기 물질이 분해될 때 자연적으로 생기나, 공장, 발전소와 같은 인간활동으로 인한 배출이 전체 배출량의 절반 이상을 차지한다. 공기 중으로 배출된 이산화 황은 물에 잘 녹고 반응성이 크다는 특성 때문에 황산염으로 대부분 산화제거되나, 다른 물질과 반응하여 스모그의 원인이 되기도 한다. 또한 이산화황은 시정장애를 일으키는 미세먼지의 주요 원인물질이기도 하다.

이산화 항은 동물의 점막을 자극하여, 기준치 이상으로 노출되면 눈에 염증이 생기거나 호흡기 질환이 발생한다. 또한 알레르기의 원인이 되며, 심하면 사망에 이르기도 한다. 식물의 잎에 회백색이나 갈색의 반점이 생기는 백화현상, 고사의 원인이 되기도 한다. 이산화 황은 금속물질 부식속도 증가의 원인이기도 하다.

현재 한국에서 관리하고있는 아황산가스의 대기환경기준은 연간 평균치 0.02ppm 이하, 24시간 평균치 0.05ppm 이하, 1시간 평균치 0.15ppm 이하이다.

 

2. 실험원리

아르세나조 Ⅲ법은 SO2와 SO3인 황산화물을 분석하는 방법 중 하나이다. 시료를 과산화수소수에 흡소시켜 황산화물을 황산으로 만든 후, 아이소프로필알코올과 아세트산을 가하고 아르세나조Ⅲ을 지시약으로 하여 아세트산바륨 용액으로 적정하여 황산화물의 양을 아는 방법이다. 종말점은 청색이 1분간 지속되는 점으로 한다.

 

SO2+H2O2>H2SO4

H2SO4+(CH3COO)2Ba>BaSO4(침전)+2(CH2COOH)

AsⅢ+(CH3COO)2Ba(적자색)>BaSO4BaAsⅢ(청색)

 

Ⅳ. References (참고문헌: 하단 양식 참고)

네이버 블로그, “황산화물 침전적정법”, https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jasmin403&logNo=222040826050&from=search&redirect=Log&widgetTypeCall=true&directAccess=false

신고 대기환경학, 향문사, 김기현, 구윤서, 김용표, 강공언, 이강웅, 이정주, 김조언, 이병규, 김득수, 김종호, 147-151

환경공학용어사전, 삼산화황, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=625502&cid=50314&categoryId=50314

삼산화황

 

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Ⅰ. Title 황산화물 침적 적정법 이론

Ⅱ. Material and method

1. 실험기구, 장치 및 시약

피펫휠러, 10ml 피펫 1개, 5ml 또는 2ml 피펫 1개, 시약 스푼, 전자 저울, 250ml 부피 플라스크 2개, 100ml 부피 플라스크 1개, 200ml 부피 플라스크 1개, 작은 부피 삼각 플라스크 1개, 200ml 삼각플라스크 4개, 뷰렛, 스탠드

 

95% H2SO4, 초산바륨, 초산납, 증류수, 초산, 이소프로필 알코올, 아르세나조 3

 

2. 실험방법

1)0.1N H2SO4 1L를 제조한다. 2.8ml H2SO4+DDW=1L

0.1N H2SO4=2eq*0.05M

(98g/mol)*0.05mol=4.9g

100:95=H2SO4 수용액g:4.9g

H2SO4 수용액g=5.1578g

5.1578g*(1cm^3/1.83g)=2.81cm^3=2.81ml

 

2) 1)에서 만든 용액을 증류수로 25배 희석하여 100ml 제조해 미지시료 1로 한다.

3) 1)에서 만든 용액을 증류수로 25배 희석하여 200ml 제조해 미지시료 2로 한다.

4) 초산바륨 0.275g+ 초산납 0.1g+ 증류수 50ml+ 초산 1ml+ 이소프로필 알코올 = 250ml

5) 아르세나조 3 0.02g을 물 10ml에 녹인다.

6) 200ml 삼각플라스크 4개에 증류수, 1), 2), 3)의 용액을 각 10ml 씩 분취하여 넣는다.

7) 6)의 플라스크에 이소프로필 알코올 40ml, 초산 1ml, 아르세나조 지시약 3방울을 넣고 4) 용액으로 적정한다.

 

Ⅲ. Results & Discussion

1. 결과에 대한 설명 및 고찰

실험결과는 다음 표와 같다.

용액	사용한 적정용액(ml)
바탕용액	0.4
표정용액	14.3
미지시료1 용액	8.5
미지시료2 용액	7

2. 프린트에 나와 있는 문제풀이

1) 측정원리를 서술하시오

시료에 이소프로필알코올과 아세트산을 가하고 아르세나조 3을 지시약으로 하여 아세트산바륨 용액으로 적정한다.

2) N/100 초산바륨용액의 역가를 기술하시오

역가를 구하는 식은 다음과 같다.

 

N/100 초산바륨용액의 역가=(10*100*1.003)/(250*14.3ml)=0.281ml^-1

 

3) 실험분석 결과치를 이용하여 미지시료 1,2의 농도를 계산하고 계산식과 그 과정을 기술하시오.

 

위 그림에 나온 식을 사용하여 미지시료 1, 2의 농도를 계산한다. 이때 구하는 c는 황산화물의 농도(ppm)이다.

vs=22.5L*(273K/273+27K)*(758mmHg+10mmHg-26.74mmHg/760mmHg)=19.97L

미지1 ppm=[0.112*(8.5ml-0.4ml)*0.281ml^-1*250*1000]/(10ml*19.97L)=319.1ppm

미지2 ppm=[0.112*(7ml-0.4ml)*0.281ml^-1*250*1000]/(10ml*19.97L)=260.03ppm

 

Ⅳ. Conclusions

1. 전체적인 실험에 대한 생각

실제 대기기사 시험에서 나오는 실험을 하니 감회가 새롭다. 솔직히 졸업 이후와 진로가 막연하게만 생각되어 실제로 대기기사자격증을 준비할 지도 잘 모르겠지만, 지금 열심히 공부를 해 두는 것이 학점에도, 미래에도 좋을 것같다.

 

Ⅴ. References

티스토리, “황산화물 침적적정법 원리”, https://jaylabs.tistory.com/29