환경화학실험 | 잔류 염소(Residual Chlorine)

 

 

 

TIP

 

 

1. 염소 소독을 위해 상수에 잔류하고 있는 염소의 양을 파악하고 이해한다. 
2. 수돗물의 잔류 염소량을 파악하여, 잔류 염소량 기준치인 0.2 ㎎/L 이상의 적절한 양의 염소가 잔류하고 있는지 파악한다.

 

 

 

잔류염소는 언제나 산화력이 있어서 미량이라도 소독 멸균에 신속한 효과를 나타낸다. 이는 염소가 물에 녹아 하이포아염소산을 만들 수 있기 때문이다. 하이포아염소산의 강한 산화작용은 물속에 있는 유기화합물을 산화시켜 분해할 수 있으므로 수돗물의 정화에 이용되고 있다. 수돗물 공급과정에서병균에 의한 재오염을 방지하기 위하여 가정의 수도꼭지를 통하여 나오는 물속의 잔류 염소 농도가 0.1㎎/L(ppm) 정도 유지되도록 염소를 주입하고 있다. 소독력이 있는 물질을 이용하여 수돗물 내 병원균 및 병원 생물을 불활성화 시켜서 먹는물의 안전성을 확보하고, 또한 예측하지 못하였던 배수계통에서의 오염으로부터 먹는물을 보호하기 위한 것이다. 소독효과는 소독제의 종류에 따라 다르나, 현재 염소가 저렴하고 소독효과가 크며, 배수계통의 오염으로부터 음용수를 보호하는 잔류효과가 있어 가장 널리 사용되고 있다.

 

 

잔류염소

염소는 유리 염소나 하이포아염소산 염(유리 잔류 염소)의 형태로 사용된다. 이들은 센 산화력이 있어 부반응에 의해 급속하게 소모되고, 염소 요구량을 초과하여 첨가될 때까지 소독력이 거의 나타나지 않을 때가 자주 있다. 따라서 염소 요구량을 초과하여 넣어야 하므로, 잔류 염소가 생긴다.

 

염소는 환원제, 페놀 등과 반응하여 각종 염소화합물을 만드는데, 이들 중 클로로포름은 발암물질이므로 공중보건에서 큰 관심을 일으키는 요소가 된다. 부반응의 염소 요구량이 만족되어야 소독이 가능하며, 소독 후의 잔류 염소는 발암성 물질을 생성할 수도 있으므로, 잔류 량의 조절이 중요하다.

 

사멸에 관한 공식은 다음과 같다.

 

사멸(kill) ∝ Cⁿ× t (n > 0)

 

이 때, C=살균제의 농도, t=접촉 시간

측정원리 : 염소이온과 질산은이 정량적으로 반응한 다음 과잉의 질산은이 크롬산과 반응하여 크롬산의 침전으로 나타나는 점을 적정의 종말점으로 하여 염소이온의 농도를 측정하는 방법. 정량범 0.7㎎/L이며, 모아법(Mohr)법이라고 한다.

 

Cl^- + Ag⁺ → AgCl

CrO₄^2- + 2Ag⁺ → Ag₂CrO₄(적정 종말점, 엷은 적황색 침전물)

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 중성 완충용액 : 1N 수산화나트륨(4w/v%) : NaOH 2g을 정확히 취하여 증류수에 녹여 50㎖ 용액으로 한다.

 

2) 황산용액(1+35)=1N : 증류수 35㎖에 진한 황산(36N) 1㎖를 서서히 가한다.

 

3) 크롬산칼륨 용액(지시약) : 크롬산칼륨 10g을 증류수에 녹여 100㎖로 한다.

 

4) 0.01N 질산은 용액(표준 적정 용액) : 질산 1.7g을 증류수에 녹여 1L로 만든다.

 

5) 적가 방법

① 시료 50㎖를 정확히 취하여 삼각플라스크에 넣는다. pH 6.5～10.5

② 수산화나트륨 용액 20㎖와 황산 용액 20㎖를 섞어 중화용액(완충용액)을 만들고, 이 용액 3㎖를 취해 시료에 넣는다.

③ 크롬산칼륨 용액 2㎖를 넣는다.

④ 질산은 용액으로 적정한다. 종말점은 엷은 적황색 침전이 나타날 때이다.

⑤ 증류수 50㎖를 취하여 바탕시험액으로 하여 위와 같은 실험 후, 공시험의 결과로 활용한다.

 

 

 

[환경화학실험]잔류 염소(Residual Chlorine) 실험 레포트