[환경공학, 수질] COD 중크롬산법측정법 결과보고서

COD 중크롬산법측정법 고찰

 

4. Discussion

 

이번 실험은 COD측정법으로 과망간산칼륨은 산화제 역할로써 이용하여 산화환원적정의 방법인 COD측정법의 원리를 인식하고 이를 이해하고 미지시료의 COD를 측정하여 오염정도를 알아보기 위한 것이다. COD실험방법은 앞에서 설명했듯이 KMnO4 가 유기물 산화에 소모된 양이 시료량이고 남은 KMnO를 과량의 0.025N NaCO을 10mL와 반응시켜서 남은 NaCO을 다시  KMnO4 로 역적정 시켜주는 것이다.

시료를 적당량 취해 100ml로 하고 황산(1+2)용액을 10ml넣고 질산은 1g을 넣어 흔들어 준 후 0.025N KMnO용액 10ml를 넣고 30분간 가열했다. COD는 온도 변화에 민감하기 때문에 그 후 바로 0.025N NaCO10ml를 넣어 주었다. NaCO을 넣자 자주빛이었던 용액이 무색이 되었다. 같은 농도인 0.025NKMnO으로 다시 역적정 하였더니 무색에 엷은 분홍색이 되었다.

 

 KMnO4 의 산성용액에서의 반응이다. 시료가 산화할 때 다음과 같은 반응이 일어난다. 다음 반응에서 피산화성 물질은 유기물과 S , NO, Fe 가 있다.

 MnO   + 8H + 5e-  → Mn +  4HO  

KMnO4는 산성용액에서 2분자로부터 산소 5원자를 생성한다.

수산나트륨 NaCO을 가할 때,  
잔류 2 KMnO4 + 8 H2SO4  + 5 HSO
                         --> 2 MnSO + K2SO4 +  5NaSO + 10CO + 8H2O
그러므로 0.05N KMnO41ml로부터 O원자 0.2mg이 생성된다.
1ppm은 질량 또는 부피 백만분의 1이므로, 검수 1kg(1000ml)당 산소의 mg수를 구하면 된다. 따라서 1000을 곱해주는 것이다.

 

COD측정값은 다음과 같이 나왔다. a=0, f=1.0, V= 100mL, P=50 대입하였다.

COD(mg/L) = (b-a) × f ×  × 0.2 × P
= ( 9.3mL - 0 ) × 1.0 ×  × 0.2 × 50
= 930(mg/L)

 

COD측정할 때 황산은을 넣은 이유는 다음과 같다. 다음 식을 보자
AgSO + 2 Cl --> 2AgCl + SO
황산은은 시료 중에 있는 Cl를 AgCl침전을 통하여 제거한다. 환산은 외에 질산은을 사용하기도 한다.  염소이온은 KMnO가 산화되며 소비되므로 시료중에 염소이온이 많으면 COD가 높게 측정될 수 있다. 정확히 시료 내의 Cl 농도를 보고 더 많은 양을 넣어줄 수도 있다.

 

 

SMALL

 

0.2를 곱해주는 이유는 0.2는 0.025N KMnO 용액 1mL의 산소당량을 의미한다.
KMnO4의 농도는 0.025N인데 산소 1N은 8g/L 이다. O는 HO에서 1원자가 2N로 작용한다. 따라서 산소 원자 하나의 원자량은 16이므로 1당량을 구하기 위해서는 16을 2로 나누면 1당량(1N)은 8g/L이다. 8g × 0.025 =0.2g/L = 0.2mg/mL가 된다.

만일 KMnO4의 당량을 바꾸어서 0.0125NKMnO4로 적정을 했다면 0.2대신에 0.1를 곱하고 0.01N KMnO4로 적정을 했다면 0.08을 곱해주어여 해야한다. 0.2는 정해진 값은 아닌 것이다.
 ≡≡ (=1당량)
 1N KMnO4 1000ml≡g O
N/10 KMnO4 1ml ≡8××g O
                  ≡0.8mg O

 

이 실험에서 주의할 점들은 다음과 같다. 환류 시 이물질이 환류 플라스크로 들어가지 않도록 조그마한 플라스크나 비이커 또는 호일로 환류 냉각기의 막히지 않은 끝부분을 덮어야 한다.
염화물의 농도에 따라서 HgSO4:Cl = 10:1 의 중량비를 유지해야 한다. 환류시 이물질이 환류 플라스크로 들어가지 않도록 조그마한 플라스크나 비이커 또는 호일로 환류 냉각기의 막히지 않은 끝부분을 덮어야 한다

 

5.  References
1) 김형석 저 / 수질분석 및 실험 / 신광문화사/ p103-109 (4-5.  과망간산칼륨에 의한 화학적산소요구량)
2) 김복현 외 5인人 / 수질환경오염시험법 / 동화기술 / 1999  / p180