분석화학실험 | 수질오염을 알아보는 암모늄이온 혹은 암모니아성 질소 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 질소순환중에서 최대로 환원된 것이 NH₃이다. 암모니아는 무색의 독특한 냄새를 가진 자극성기체로 인체에 유독하다. 암모니아는 물에 매우 잘 녹으므로 그 분석 채집방법에 특히 유의 하여야할 필요가 있다. 하지만, 인위적으로 발생된 NH₃의 양이 많아서 배출허용기준치에서 규제하고 있다. 본 실험은 연도 등에서 배출되는 배출가스중의 암모니아를 stack sampler를 이용하여 채취하여, 인도페놀법을 이용하여 분석하는 시험방법과 그 시험방법의 화학적 원리를 습득하는 데 실험의 목적이 있다.
2. 암모니아를 측정해 인도페놀 흡광광도법을 이용하여 암모니아를 분석해 환경기준에 맞는가를 측정 하고 실험의 원리 이해 및 기기, 시약제조 방법 등을 익히는데 그 목적이 있다
3. 폐쇄성 수역의 부영양화, 벼농사 등에 대한 질소 과잉에 따른 폐해, 또는 수산생물의 영향을 주는 암모니아성 질소에 대해 알고 정확한 실험법을 통하여 실험해본다.
4. 인도페놀법을 통해 암모니아 농도와 건조시료 가스량을 측정하고 검량선식을 그린다. 

 

 

 

우리가 주위에서 가장 쉽게 접할 수 있는 물질중의 하나인 암모니아는 요소 비료의 원료이다. 암모니아는 무색의 독특한 냄새를 가진 자극성기체로 인체에 유독하다. 암모니아는 물에 매우 잘 녹으므로 그 분석 채집방법에 특히 유의 하여야할 필요가 있다. 즉, 암모니아 분석을 위한 시료 채취의 위치선정은 가스의 유속이 심하지 않고 수분이 적은 곳을 택하여야만 한다.

 

암모니아의 분석방법은 암모늄이온이 반응하여 생성하는 인도페놀류의 흡광도를 측정하는 인도 페놀법과 황산으로 적정하여 암노니아의 양을 정량하는 방법이 있는데 본 실험에서는 인도페놀법으로 인위시료에 대한 암모니아량을 측정해 본다.

 

 

암모니아성 질소 

수중의 암모니아성 질소는 분뇨와 가축폐수 및 공장폐수 등의 혼입으로 나타나며 수질오염을 측정하는 유력한 지표이다. 심층수 중에는 질산성 질소가 환원되어 암모니아성 질소로 나타나는 경우가 많다. 암모니아성 질소는 수중에 용해되어 있는 암모늄을 그 질소량으로 나타낸다. 자연계에 존재하는 암모니아성 질소는 유기물이 부패하면서 동시에 발생하는 CO₂와 결합하여(NH₄)₂CO₂형으로 존재한다.

 

빗물 등의 암모니아성 질소는 흔적 정도의 탄산염으로 존재한다. 대기오염지역에서 SO₂의 양이 많은 경우는 (NH₄)₂CO₂의 형을 포함하기도 한다. 또, 암모니아성 질소는 동물의 배설물중의 유기성 화합물의 분해과정에 있어서 무기화의 첫단계로써 (NH₄)₂CO₂가 다량 생성되는 것은 위생적 의의가 있다. 뇨중의 요소중에서도 암모니아성 질소로 변화되기 쉬우므로 암모니아성 질소의 검출은 분뇨오염의 지표로서 가치가 있다. 식물 단백질의 분해는 서서히 되므로 일반적으로 암모니아성 질소의 생산량은 무시될 수 있는 정도로 적다.

 

암모니아 또는 암모늄 염을 질소량을 나타낸 것으로 암모니아(NH₃), 암모늄 이온, 암모늄 염(NH₄⁺), NH₃-N 등으로 표현되며 시료를 akalize 한 다음에 끓이거나 증류하여 추출 할 수 있으므로 free ammonia라고도 부른다. 또한 암모니아성 질소는 질소질 유기물 분해시 제 1차로 생성되는 질소이다. 또 NO₂^-나 NO₃^-가 생물학적으로나 화학적으로 환원하여 암모니아성 질소를 형성한다. 지하수 중의 NH₃-N 함유도 같은 원리이다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 전처리 또는 여과한 시료 적당량(암모니아성질소로서 0.04㎎이하 함유)을 취하여 50㎖ 용량플라스크에 넣고 물을 넣어 약 30㎖로 한다음 나트륨 페놀라이트용액 10㎖와 니트로프루싯나트륨용액 1㎖를 넣고 조용히 섞은 다음 차아염소산 나트륨용액(암모니아성질소시험용) 5㎖를 넣어 조용히 섞는다.

2) 물을 넣어 표선까지 채운다음 액온을 20∼25℃로 하여 약 30분간 방치하고 이 용액의 일부를 충장 10㎜ 흡수셀에 옮겨 검액으로 한다.

3) 따로 물 30㎖를 취하여 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하여 바탕시험액(Blank)으로 한다. 바탕시험액을 대조액으로 하여 630㎚에서 검액의 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선으로 부터 암모니아성 질소의 양을 구하여 농도(㎎/ℓ)를 산출한다

 

 

 

[분석화학실험]수질오염을 알아보는 암모늄이온 혹은 암모니아성 질소 측정 레포트