KMnO4소비량 - 산성법

(ES 05302.1b)

김 재 건 교수

목차 1. 개요

1.1 목적

1.2 적용범위

2. 용어정의

3. 분석기기 및 기구

4. 시약 및 표준용액

4.1시약

4.2표준용액

5. 시료채취 및 관리

6. 분석절차

7. 결과보고

7.1 계산

8. 해설

1.1 목적 • 먹는물 및 샘물의 KMnO4 소비량을 측정하는 방법

• 시료를 산성으로 조절

↓ 일정한 부피의 KMnO4 용액을 넣고

↓ 끓임 ↓

일정한 부피의 옥살산나트륨용액을 가하여 ↓

반응하지 않고 남아있는 옥살산나트륨을 KMnO4 용액으로 적정 ↓ 측정

1. 개요

1.2 적용범위

• 먹는물 및 샘물 중 KMnO4에 의해 산화되는 유기물질, 무기물질의 총량을

측정하는 데 적용

※ 염소이온의 농도가 500mg/L 이하의 경우에 적용

• 철(Ⅱ)이온, 아질산이온, 황화수소 및 기타 환원성물질도

KMnO4 소모량에 포함

• 정량한계 : 0.3mg/L

※ KMnO4 소모량이 0.3mg/L~ 10mg/L의 범위로 존재 시 분석가능

1. 개요

2. 용어정의

• KMnO4 소비량 : 먹는물 중의 산화성물질에 의하여 소비되는

KMnO4 소비량

☞ 유기물질, 제일철염, 아질산염, 황화물 등이 KMnO4 소비

2. 용어정의

3. 분석기기 및 기구

• 적정용 뷰렛 : 일반 적정용 뷰렛 사용

• 자석교반기 : 자석을 이용하여 교반 하는 장치

※ 온도 조절이 함께 되는 것 사용

3. 분석기기 및 기구

4.1 시약

1. 황산(1+2)

증류수 200mL + 황산 100mL를 저으며

천천히 넣음

2. 비등석

KMnO4를 소비하지 않은 것

4. 시약 및 표준용액

4.1 시약

3. 옥살산나트륨 (Na2C2O4) 용액

Na2C2O4 0.670g + 증류수에 녹임

→ 전량 1L (갈색병에 보관)

※ Na2C2O4 : 150℃~200℃ 1시간~1.5시간 건조, 데시케이터에서 식힘 ※ 만든 후 1개월 내에 사용

4. 시약 및 표준용액

4.2 표준용액

KMnO4용액(0.002M)

KMnO4 0.316g + 증류수

→ 전량 1L (갈색병에 보관)

4.2 표준용액 농도결정

증류수 100mL + 비등석 (3~4개) (△플라스크)

↓ 1회 반복 황산(1+2) 5mL 가함 (총2번) ↓

KMnO4 (0.002M) 5mL 가함 ↓

5분간 끓인 후 ↓

옥살산나트륨 10mL로 탈색 후 ※ 탈색을 확인

↓ KMnO4(0.002M)으로 적정

※ 엷은 홍색이 없어지지 않을 때 까지

↓ 소비된 KMnO4(0.002M)용액의 농도계수 구함

*KMnO4 용액(0.002M)의 농도계수

𝑓= 10

𝑎+5 a : KMnO4 용액(0.002M) 소비량

4. 시약 및 표준용액

5. 시료채취 및 관리

• 시료는 유리병 or 폴리에틸렌병에 채취

• 시료 보관시 질산으로 pH 2 이하 가 되도록 조절

• 0℃~4℃에서 최대 2일 동안 보관가능

5. 시료채취 및 관리

6. 분석절차 시료 100mL + 수개의 비등석

(△플라스크) ↓

황산(1+2) 5mL 가함 ↓

KMnO4(0.002M) 10mL 가한 후 ↓

5분간 끓임 ↓

옥살산나트륨(0.005M) 10mL로 탈색 확인 후 ↓

KMnO4(0.002M)으로 적정 ※ 엷은 홍색이 없어지지 않을 때 까지

↓ 소비된 KMnO4(0.002M)용액의 부피 구함

6. 분석절차

7.1 계산

• 결과보고 : 다음의 식으로 시료중의 KMnO4 소비량을 구함

KMnO4소비량(mg/L)=(𝑎 − 𝑏) × 𝑓 × 1000

100× 0.316

a: KMnO4 소비량(mL)

b: 증류수로 같은 방법으로 실험할 때의 KMnO4 소비량(mL) f: KMnO4용액(0.002M)의 농도계수 ( 𝑓= 10

𝑎+5 a : KMnO4 용액(0.002M) 소비량)

7. 결과보고

8. 해설 • 황산으로 산성화시킨 검수에 KMnO4용액을 가하여 가열하면 다음 식의 반응에 의하여

피산화물질은 산화되며 KMnO4가 소비 됨

• 반응 속도 : 피산화물질의 종류에 따라 다르기 때문에 가열시간을 5분으로 한정

• 가열 후 최초에 가한 KMnO4양에 대응하는 양의 NaOH 용액을 가하면 잔류하는 KMnO4는 완전히 소실

☞ 최초에 존재하는 피산화물질에 상당하는 NaOH만 남게 됨

• 재차 KMnO4용액으로 적정 시 검수 중의 피산화물질에 의한 KMnO4소비량이 구해짐

※ 염소이온을 약300mg/L 이상을 함유한 시료 : 염소이온에 의한 방해가 있기 때문에

200mg/L 에 대하여 황산은 1g을 잘 혼합한 후 시험

• KMnO4는 저장할 때 가한 열에 의하여 자가분해 되므로 최고 80℃로 단시간에 종료하여야 함

☞ 60℃ 이하에서도 안됨

• 적정량 : 검수 100mL당 5mL이하

☞ 이 이상 소비한 시료는 적정이 부정확

• 종말점 : 미홍색이 적어도 15분간 지속되어야 함

8. 해설

8. 해설 • KMnO4 소비량에서 피산화물질

- 주로 유기물질

- 종류는 대단히 많음

- 산화가 되지 않는 것도 있음

- 무기물로서 제1철 화합물, 아질산염, 유화물 등도 산화가 됨

☞ 무기물의 소비량은 유기물의 소비량에 비하여 극히 적음

- 분해하는 탄소계 유기물을 거의 산화하므로 KMnO4 소비량이 오염의 지표가 됨

※ 이 차가 유기물의 절대량은 아니지만, 분뇨, 하수, 공장배수 등에 의한 오염의 지표로서 중요

• KMnO4 소비량이 NH3-N, albuminoid-N, Cl¯등과 함께 다량 검출되면 오줌에 의한 오염으로 의심됨

• KMnO4 소비량과 COD는 동일 측정 원리

8. 해설

8. 해설

8. 해설