대기과학기초실험 | 대기 중의 오존 농도 측정

 

 

 

대기 중의 오존 농도를 측정하기 위한 분석방법은 자동연속 측정방법으로써 자외선 광도법, 화학발광법, 중성 요오드화 칼륨법 등이 있고, 수동적 측정방법으로는 중성 요오드화 칼륨법과 알칼리성 요오드화 칼륨법 등이 있다. 대기 오염 방지공정시험법에서는 이 방법들 중 자동연속 측정방법들 중의 자외선 광도법을 주 시험법으로 하고 있으나 실험실적 분석방법으로써 수동 측정 방법 중의 중성 요오드화 칼륨법이 많이 사용되고 있다. 이번 실험으로 대기 중의 오존(O₃)의 농도를 측정 할 수 있다.

 

 

오 존

산소 원자 3개로 이루어진 산소의 동소체로서 훨씬 덜 안정되어 있다.

 

원소기호	녹는점	끓는점	비중	분자량
O3	-193℃	-110.51℃	2.144	48

 

특유한 냄새 때문에 ‘냄새를 맡다’를 뜻하는 그리스어 ozein을 따서 명명되었다. 상온에서는 약간 푸른색을 띠는 기체이나, 액체가 될 때는 흑청색, 고체가 될 때는 암자색을 띤다. 특이한 냄새가 나며, 공기 속에 0.0002부피%만 존재해도 냄새를 감지할 수 있다. 기체는 물에 잘 녹지 않으며, 0℃에서 1부피의 물에 0.494부피%밖에 녹지 않는다. 물에 녹은 오존은 서서히 분해한다. 액체질소·사염화탄소·클로로폼에 잘 녹으며, 테레빈유·계피유(桂皮油)에 흡수된다.

 

상온에서 자발적으로 분해되어 산소가 되고, 이산화망가니즈·백금 가루 등은 분해를 촉진시킨다. 강한 산화력을 가져, 은을 과산화은으로, 황화납을 황산납으로, 황을 산화황으로 산화한다. 건조한 산소 또는 공기 중에서 무선방전시킬 때 생기며, 붉은인이 공기 중에서 서서히 산화할 때나 과망가니즈산칼륨·다이크로뮴산칼륨 등 산소화합물을 진한 황산으로 분해시킬 때, 물을 플루오린으로 분해할 때, 물을 큰 전류밀도에서 분해할 때 산소와 함께 발생한다.

 

또 산소의 가열, 황산의 전기분해, 자외선이나 X선·음극선 등이 공기 속을 통과할 때에도 생기므로, 자외선이 풍부한 높은 산, 해안, 산림 등의 공기 중에도 존재하여 상쾌한 느낌을 주는 근원이 되고 있으나, 다량으로 존재할 때는 오히려 불쾌감을 느끼게 한다. 극장·학교·병원 등에서 산소에 분해되는 성질을 이용하여 공기의 정화(淨化)에 사용되며 살균작용에 의한 음료수 소독, 표백이나 유기화합물의 구조 결정 등에 사용된다.

 

인체에 독성이 있어 장시간 흡입하면 호흡기관을 해치므로 주의해야 한다. 지상에서 20～25km 고도에 20km 두께로 비교적 농도가 높은 오존이 분포하는데, 이것을 오존층이라고 한다. 이 오존층에서 태양의 자외선을 흡수하기 때문에 지구의 생물은 자외선에 의한 피해를 막을 수 있다. 그러나 환경오염으로 인해 오존층이 서서히 파괴되고 있어 그 대책이 시급하다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 0.05N-요오드용액 5㎖를 정확히 취하여 100㎖ 플라스크에 넣고 흡수액으로 표선까지 채워 0.0025N-요오드 용액을 만든다.

 

2) 0.0025N-요오드용액을 0.4㎖, 0.8㎖, 1.2㎖, 1.6㎖씩 단계적으로 50㎖ 플라스크에 정확히 취하고 흡수액으로 표선까지 채운다.

 

3) 잘 섞은 후 셀에 취하고 파장 352㎖에서 흡광도를 측정한다.

 

4) 시료가스 채취 장치들은 흡수용 U자관 임핀저 트랩 유량계 펌프 등의 순으로 배열하여 테프론 유리 또는 스테인리스강제의 튜브로 연결한다. (PVC나 고무관은 오존을 파괴시키므로 사용해서는 안 된다.)

 

5) 흡수액 10㎖를 정확히 취해 흡수관인 소형 임핀저에 넣는다.

 

6) 흡수액이 직사광선에 노출되지 않도록 하여 시료대기를 0.5～3L/min의 속도로 30분간 흡입시킨다.

 

7) 채취한 시료 대기의 양을 L로 산출하여 기록하고, 채취시의 시료 대기의 온도와 압력을 각각 ℃와 mmHg 단위로 기록한다.

 

8) 시료를 채취하는 동안에 흡수액이 상당량 증발하였을 경우에는 시료 채취 후, 재증류수로 액량을 10㎖로 맞춰준다.

 

9) 시료 채취가 끝난 후 30～60분 이내에 흡수액을 대조액으로 하여 파장 352nm로 흡광도를 측정한다.

 

 

 

[대기과학기초실험]대기 중의 오존 농도 측정 레포트