총인총인(Total (Total PhosphorusPhosphorus ))

(1)

총인 총인 (Total (Total Phosphorus

Phosphorus ) )

2 2 조 김민구 조 김민구

(2)

총인이란

총인이란 ? ?

•

하천하천 , , 호소 등의 부영양화를 나타내는 지표호소 등의 부영양화를 나타내는 지표 의 하나로 물속에 포함된 인의 총량을 말한 의 하나로 물속에 포함된 인의 총량을 말한 다다 . . 전전 (( 全全 )) 인이라고도 한다인이라고도 한다 . . 인구 집중도인구 집중도

가 높은 지역의 하천

가 높은 지역의 하천 , , 호소에 많다호소에 많다 . . 인은 질인은 질 소와 함께 수질계를 부영양화하는 영양염류 소와 함께 수질계를 부영양화하는 영양염류

로 적조의 원인이기도 하다

로 적조의 원인이기도 하다 . . 합성세제에는 합성세제에는 조성제로 쓰인 인화합물이 많이 들어 있다 조성제로 쓰인 인화합물이 많이 들어 있다 . .

(3)

측정 방법 측정 방법

• 흡광광도법 흡광광도법

-- 이 시험방법은 빛이 시료용액중을 통과할 때 흡수이 시험방법은 빛이 시료용액중을 통과할 때 흡수 나 산란 등에 의하여 강도가 변화하는 것을 이용하 나 산란 등에 의하여 강도가 변화하는 것을 이용하 는 방법는 방법

• 아스코르빈산 환원법 아스코르빈산 환원법

• 염화제 염화제 1 1 주석 환원법 주석 환원법

(4)

염화제 염화제 1 1 주석 환원법 주석 환원법

•

인산이온이 몰리브덴산 암모늄과 반응하여 인산이온이 몰리브덴산 암모늄과 반응하여 생성된 몰리브덴산인 암모늄을 염화제

생성된 몰리브덴산인 암모늄을 염화제 11 주석주석 으로 환원하여 생성된 몰리브덴 청의 흡광도 으로 환원하여 생성된 몰리브덴 청의 흡광도 를 를 690mm690mm 에서 측정한다에서 측정한다 ^.^.

• 적량범위 적량범위 : 0.002~0.05mg , : 0.002~0.05mg , 표준편차 표준편차 : 2: 2

~10%~10%

(5)

아스코르빈산 환원법 아스코르빈산 환원법

• 시료중의 유기물을 산화하여 모든 시료중의 유기물을 산화하여 모든 인 화합물을 인산염

인 화합물을 인산염 (PO4) (PO4) 형태로 형태로 변화 시킨 다음 인산염을 아스코르 변화 시킨 다음 인산염을 아스코르

빈산환원 흡광도법으로 정량하여 총 빈산환원 흡광도법으로 정량하여 총

인의 농도를 구한다

(6)

실험전 메모 실험전 메모

•

전처리한 시료의 상등액이 탁할 경우 전처리한 시료의 상등액이 탁할 경우 : : 유리유리 섬유여지로 여과하여 여액을 사용한다

섬유여지로 여과하여 여액을 사용한다 ..

•

880nm880nm 에서 흡광도 측정이 불가능한 경우 에서 흡광도 측정이 불가능한 경우 : : 710nm

710nm 에서 측정한다에서 측정한다 ..

(7)

실험 원리 실험 원리

•

TP : TP : 수중에 포함되어있는 무기수중에 포함되어있는 무기 , , 유기의 인화합물유기의 인화합물 의 총량을 과황산칼륨 분해법이나 질산

의 총량을 과황산칼륨 분해법이나 질산 - - 황산 분해황산 분해 법으로 분해하여 인산염인의 형태로 변화시킨 다음 법으로 분해하여 인산염인의 형태로 변화시킨 다음

인산염을 아스코르빈산 환원 흡광광도법으로 정량 인산염을 아스코르빈산 환원 흡광광도법으로 정량

하여 총인의 농도를 구하는 방법이다 하여 총인의 농도를 구하는 방법이다 ..

- - 정량범위는 정량범위는 0.0010.001 ～～ 0.025mg P/ml0.025mg P/ml 이며이며 , , 표표

(8)

실험 목적 실험 목적

•

시약의 특성과 성질을 파악한다시약의 특성과 성질을 파악한다 . .

•

실험기구 사용에 대해 숙지한다실험기구 사용에 대해 숙지한다 ..

•

분해되기 쉬운 유기물을 함유한 시료의 전처분해되기 쉬운 유기물을 함유한 시료의 전처 리 리 :: 과황산칼륨 분해과황산칼륨 분해

•

다량의 유기물을 함유한 시료의 전처리 다량의 유기물을 함유한 시료의 전처리 : : 실실 산산 -- 황산분해법 사용황산분해법 사용

•

검량선 분석에 대해 숙지한다검량선 분석에 대해 숙지한다 ..

(9)

실험 기구 실험 기구

•

분광광도계 분광광도계 (spectrophotometer)(spectrophotometer)

프리즘 또는 회절발 단색화장치를 이용하여 파장을 프리즘 또는 회절발 단색화장치를 이용하여 파장을 연속적으로 변화시켜 원하는 파장의 좁은 띠를 이용 연속적으로 변화시켜 원하는 파장의 좁은 띠를 이용

하면서 흡광도를 측정하는 것이다

하면서 흡광도를 측정하는 것이다 . . 분광광도계는 분광광도계는 이용하는 파장 영역에 따라 적외선

이용하는 파장 영역에 따라 적외선 , , 가시선가시선 , , 자외자외 선 또는

선 또는 X-X- 선 분광광도계로 분류된다 선 분광광도계로 분류된다

(10)

•

고압증기멸균기 고압증기멸균기 : : 약 약 120℃120℃ 에서 가열이 가에서 가열이 가 능한 것

능한 것

•

기타 기구 기타 기구 : : 비커비커 , , 메스플라스크메스플라스크 , , 용량플라용량플라 스크스크 , , 전자 저울등전자 저울등

* * 실험기구 사용 주의 사항 실험기구 사용 주의 사항 : : 시료보관 및 분시료보관 및 분 석에 이용하는 모든 용기는 희석염산으로 세 석에 이용하는 모든 용기는 희석염산으로 세

척하여 증류수로 수 차례 초순수로 헹구어 사 척하여 증류수로 수 차례 초순수로 헹구어 사 용하고 세척시 인을 함유한 상업용 세제는 사 용하고 세척시 인을 함유한 상업용 세제는 사

용하여서는 안된다 용하여서는 안된다

(11)

시약 시약

•

과황산칼륨용액과황산칼륨용액 ( 4 W/V% ) ( 4 W/V% )

•

니트로페닐니트로페닐

•

몰리브덴산암모늄 아스코르빈산혼액 몰리브덴산암모늄 아스코르빈산혼액 ․․

•

수산화나트륨수산화나트륨

•

인산염인 표준액인산염인 표준액 ( 0.005 ( 0.005 ㎎㎎ P/P/ ㎖㎖ ) )

•

기타 시약제조에 사용되는 시약 기타 시약제조에 사용되는 시약

(12)

실 험 방 법

(13)

시료의 전처리 시료의 전처리

•

시료의 전처리시료의 전처리 : : 미지시료의 전처리과정은 미지시료의 전처리과정은 과황산칼륨분해 방법 중 일부만을 적용한다 과황산칼륨분해 방법 중 일부만을 적용한다 . . (( 질산질산 -- 황산분해는 적용하지 않음황산분해는 적용하지 않음 ) )

(14)

과황산칼륨 분해 과황산칼륨 분해

• 시료 시료 50ml(50ml(인으로서 인으로서 0.06mg0.06mg이하 함유이하 함유))를 분해병에 넣는다를 분해병에 넣는다..

↓↓

• 과황산칼륨용액과황산칼륨용액(4W/V%) 10ml(4W/V%) 10ml를 넣어 마개를 닫고 섞는다를 넣어 마개를 닫고 섞는다..

↓↓

• 고압증기멸균기에 넣어 가열고압증기멸균기에 넣어 가열

↓↓

• 약 약 120℃120℃가 될 때부터 가 될 때부터 3030분간 가열분해를 계속분간 가열분해를 계속

↓↓

• 분해병을 꺼내 방냉분해병을 꺼내 방냉

(15)

질산황산 분해 질산황산 분해

• 시료 시료 50ml(50ml( 인 으로서 인 으로서 0.06mg0.06mg이하 함유이하 함유))를 킬달플라스크에 넣는다를 킬달플라스크에 넣는다..

↓↓

• 질산 질산 2ml2ml를 넣어 액량이 약 를 넣어 액량이 약 10ml10ml 가 될 때까지 서서히 가열 농축하고 방가 될 때까지 서서히 가열 농축하고 방 냉 냉

↓↓

• 질산 질산 2-5ml2-5ml와 황산 와 황산 2ml2ml를 넣고 가열을 계속를 넣고 가열을 계속

↓↓

(16)

• [[ 액의 색이 투명하지 않을 경우액의 색이 투명하지 않을 경우 ]] 방냉한 다음 질산

방냉한 다음 질산 2-5ml2-5ml 를 더 넣고 가열분해를 반복 를 더 넣고 가열분해를 반복

↓↓

• 분해가 끝나면 물 약 분해가 끝나면 물 약 30ml30ml 를 넣는다를 넣는다 ..

↓↓

• 약 약 1010 분간 조용히 가열하여 가용성 염을 녹이고 방냉 분간 조용히 가열하여 가용성 염을 녹이고 방냉

↓↓

(17)

• 이 용액을 이 용액을 P-P- 니트로페놀니트로페놀 (0.1W/V%)(0.1W/V%) 을 지시액으로 하여을 지시액으로 하여 수산화나트륨용액

수산화나트륨용액 (20W/V%) (20W/V%) 및 수산화나트륨용액및 수산화나트륨용액 (4W(4W /V%)/V%) 을 넣는다을 넣는다 ..

• 액의 색이 황색을 나타낼 때 까지 중화액의 색이 황색을 나타낼 때 까지 중화

↓↓

• 50ml50ml 용량플라스크에 옮긴다용량플라스크에 옮긴다 ..

↓↓

• 물을 넣어 표선까지 채운다물을 넣어 표선까지 채운다 ..

(18)

시약의 제조 시약의 제조

•

① ① 미지시료미지시료 1 1 페수를 제조페수를 제조 . .

표준용액 표준용액 1212 ㎖㎖ ++ 증류수⇒ 증류수⇒ 100100 ㎖㎖

•

^②^② ^미지시료^미지시료 ²² ^{페수를 제조}^{페수를 제조} ^.^.

표준용액 표준용액 4040 ㎖㎖ ++ 증류수⇒ 증류수⇒ 100100 ㎖㎖

(19)

•

③ ③ 몰리브덴산암모늄몰리브덴산암모늄 -- 아스코르빈산혼액 아스코르빈산혼액 몰리브덴산암모늄몰리브덴산암모늄 (4(4 수화물수화물 ) 1.2g) 1.2g 과 주석과 주석

산안타몬칼륨

산안타몬칼륨 0.0480.048 을 물 약 을 물 약 6060 ㎖에 녹이㎖에 녹이 고 황산고 황산 (2+1)24(2+1)24 ㎖와 술퍼민산암모늄 ㎖와 술퍼민산암모늄 1g1g

을 넣어 녹인 다음 물을 넣고

을 넣어 녹인 다음 물을 넣고 100100 ㎖로 하고 ㎖로 하고 여기에

여기에 7.2% L-7.2% L- 아스코르빈산용액 아스코르빈산용액 2020 ㎖㎖ 를 넣어 섞는다

를 넣어 섞는다 . .

(20)

•

⑥ ⑥ 인산염인 표준원액인산염인 표준원액 (0.1(0.1 ㎎㎎ PO4-PPO4-P ㎎㎎ // ㎖㎖ ) )

건조한 인산이수소칼륨건조한 인산이수소칼륨 (( 표준 시약표준 시약 ) 0.439g) 0.439g 을 정을 정 확히 달아 물에 녹여

확히 달아 물에 녹여 1,0001,000 ㎖로 한다㎖로 한다 ..

•

^⑦^⑦ ^{인산염인 표준용액}^{인산염인 표준용액} ^(0.005^(0.005 ^㎎^㎎ ^PO4-P^PO4-P ^㎎^㎎ ^/^/ ^㎖^㎖ ⁾⁾

을 제조하시오

을 제조하시오 (200(200 ㎖제조 기준㎖제조 기준 ) )

•

⑧ ⑧ 과황산칼륨용액은 증류수로 대신한다과황산칼륨용액은 증류수로 대신한다 ..

(21)

검량선의 작성 검량선의 작성

•

인산염인 표준용액 인산염인 표준용액 5, 10, 15, 20ml5, 10, 15, 20ml 를 단계를 단계 적으로 취한다

적으로 취한다 ..

(22)

•

표준용액 표준용액 44 개에 몰리브덴산암모늄개에 몰리브덴산암모늄 -- 아스코아스코 르빈산혼액

르빈산혼액 2ml2ml 를 넣는다를 넣는다 ..

•

색이 변한 걸 알 수 있다색이 변한 걸 알 수 있다 ..

(23)

•

미지시료 미지시료 22 개에도 몰리브덴산암모늄개에도 몰리브덴산암모늄 -- 아스아스 코르빈산혼액를 넣는다

코르빈산혼액를 넣는다 ..

•

이것 역시 색이 변한걸 알 수 있다이것 역시 색이 변한걸 알 수 있다 . .

(24)

•

^표준용액^표준용액 ⁴⁴ 개를 분광광도계를 통해 검량선개를 분광광도계를 통해 검량선 을 측정한다

을 측정한다 . (mg/l). (mg/l)

Blank : 0.017Blank : 0.017

표준용액 표준용액 5ml : 0.1675ml : 0.167

표준용액 표준용액 10ml : 0.33610ml : 0.336

표준용액 표준용액 15ml : 0.51415ml : 0.514

표준용액 표준용액 20ml : 0.61820ml : 0.618

(25)

표준용액의 검량 수치 표준용액의 검량 수치

검량 시료량

검량 시료량 (ml)(ml) 총인의 양총인의 양 (ml)-X(ml)-X 흡광도 흡광도 - Y- Y Blank

Blank 00 0.0170.017 55 0.006250.00625 0.1670.167 1010 0.01250.0125 0.3360.336

(26)

•

미지시료 _미지시료 22 개를 분광광도계를 통해 값을 개를 분광광도계를 통해 값을 얻는다얻는다 . (mg/l). (mg/l)

미지시료 미지시료 1 : 0.3201 : 0.320 미지시료 미지시료 2 : 0.4232 : 0.423

(27)

• 검량선을 구하는 식 검량선을 구하는 식

- - 회귀 직선식회귀 직선식 (Y = aX + b) (Y = aX + b)

x : x : 농도농도 , y : , y : 흡광도 흡광도

상관계수상관계수 (R) ((R) ( 소수점 소수점 44 째자리까지 구하고째자리까지 구하고 , , 계산과정을 자세하고 정확히 작성하시오

계산과정을 자세하고 정확히 작성하시오 .).) R= 4(∑

R= 4(∑

XY)-(∑ X)(∑ Y) XY)-(∑ X)(∑ Y)

(28)

계산에 필요한 값 계산에 필요한 값

XX YY XYXY XX²² YY²² 55 ^0.00625^0.00625 ^0.167^0.167 ^0.00104^0.00104 ^{3.9 x 10}^{3.9 x 10}^{‾ 5}^{‾ 5} ^0.0279^0.0279 1010 ^0.0125^0.0125 ^0.336^0.336 ^0.0042^0.0042 ^{1.56 x 10}^{1.56 x 10}₄₄ ^‾^‾ ^0.1129^0.1129 1515 ^0.01875^0.01875 ^0.514^0.514 ^0.00964^0.00964 ^{3.5 x 10}^{3.5 x 10}^{‾ 4}^{‾ 4} ^0.2642^0.2642 2020 ^0.025^0.025 ^0.618^0.618 ^0.0155^0.0155 ^{6.25 x 10}^{6.25 x 10}₄₄ ^‾^‾ ^0.3819^0.3819

∑ ∑ ^0.0625^0.0625 ^1.635^1.635 ^0.0303^0.0303 ^{1.17 x 10}^{1.17 x 10}^‾^‾ ^0.7867^0.7867

(29)

•

^계산^계산

R= 4(0.0303)-(0.0625)(1.635)R= 4(0.0303)-(0.0625)(1.635)

{[4(1.17 x 10-0.0625{[4(1.17 x 10-0.0625²²][4(0.7867)-(1.635)][4(0.7867)-(1.635)²²]}]}^1/2^1/2 = = 0.9932180.993218

- 희귀식선식 희귀식선식 Y = aX + bY = aX + b

a = 4(0.0303)-(0.0625)(1.635) = a = 4(0.0303)-(0.0625)(1.635) = 24.57224.572

4(1.17 x 104(1.17 x 10^{‾ 3}^{‾ 3})-0.0625)-0.0625²²

b= (1.17 x 10 b= (1.17 x 10^{‾ 3}^{‾ 3})(1.635)-(0.1625)(0.0303) = )(1.635)-(0.1625)(0.0303) = 0.02480.0248

4(1.17 x 104(1.17 x 10^{‾ 3}^{‾ 3})-0.0625)-0.0625²²

(30)

검량선 검량선

(31)

•

미지시료의 농도 _{미지시료의 농도}

(32)