1. Title인도 페놀법을 이용한 암모니아(NH3)측정2. Object미지시료 속에 존재 하는 암모니아를 인도 페놀법을 이용하여 측정한다.3. Introduction* 암모니아(NH3)가벼운 무색 기체로 녹는점 －77.7 ℃, 끓는점 －33.4 ℃이다. 자극적인 강한 냄새가 나며, 1ℓ의 물에 1,000 cm3의 암모니아가 녹는다. 이것은 압축하면 간단히 액체로 만들 수 있다(예를 들면, 20 ℃에서는 8.46기압). 분자 구조는 수소원자가 정삼각형(한 변 1.60 Å)을 이루고, 그 중심에서 0.38 높은 곳에 질소원자가 있는 삼각뿔 형 이다. 이 수소원자의 평면에 대하여 질소원자가 상하로 움직이는 공명을 하기 때문에 원자시계에 이용된다.암모니아 가스는 공기 중에서는 타지 않지만, 산소 속에서는 노란 불꽃을 내면서 연소하여 질소와 물을 생성한다. 이때 촉매를 써서 산화시키면 질산이 생김으로, 이 반응은 질산 제조에 이용된다. 나트륨이나 마그네슘 등의 금속과는 반응하여 아미드나 질소화물을 만들고, 할로겐과도 반응하여 질소를 유리시킨다. 수용액은 알칼리성이며, 산과 반응하여 염을 만들고, 각종 금속염과 반응하여 암모니아착염을 만든다. 암모니아가스를 액화한 것을 액체암모니아라 하는데, 물과 흡사한 성질을 갖는 무색 투명한 액체로서 주로 용매로 사용된다.암모니아는 여러 가지 생물학적 또는 화학적 반응 등을 통해 발생하고, 환경 대기 중에서 발견 된다. 그 외에도 굴뚝과 같은 배출원에서 배출가스의 형태로 대량 배출되기도 한다.암모니아는 질소와 수소의 화합물인 암모니아는 화학식이 NH3로, 무색으로 냄새가 자극적이며, 냉각에 의하여 액화된다. 물에 녹아 수산화 이온을 내는 염기성 물질이다.NH _{3} +H _{2} O -> NH _{4} ^{+} +OH ^{-} 암모니아는 대기 중에는 소량이 존재하며, 흙 속에 포함된 질소 유기물이 분해될 때에도 생성된다. 그러나 천연적으로 합성되는 암모니아의 양은 매우 제한적이며, 인공적으로 공기 속의 질소와 석유에서 얻은 수소를-니트로프루시드 나트륨 용액과 차아염소산 나트륨 용액을 가하고암모늄이온과 반응하여 생성되는 인도 페놀류의 흡광도를 측정하여 암모니아를 정량한다.시료채취향이 약 20L이고 시료중의 암모니아 농도가 약 1ppm 이상인 조건에서 분석하는데적합하다. 만약 암모니아의 농도가 10ppm 이상인 경우에는 가스 채취량을 줄이거나 또는 분석용 시료용액을 흡수액으로 적당히 희석시켜 분석할 수 있다.인도 페놀법은 암모니아의 농도에 대하여 이산화질소가 100배 이상, 아민류 수 십 배 이상 아황산가스 10배 이상, 황화수소가 같은 양 이상으로 각각 공존하지 않는 경우 적합하다.* 중화 적정법분석용 시료용액을 황산으로 적정하여 암모니아를 정량한다. 이 방법은 시료채취량이 40L이고, 시료중의 암모니아의 농도가 약 100ppm 이상인 조건에서 분석 할 때 적합하다.또한 이 방법은 다른 염기성 가스나 산성가스의 영향을 무시할 수 있는 경우에 적합하다.* 흡광도용액의 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 양. 같은 두께의 순용매 및 용액의 투과광 강도를 각각 I0, I라 할 때log _{10} ( {I _{0}} over {I} ) 으로 정의된다. 넓은 뜻으로는 I0를 입사광의 강도, I를 기체ㆍ액체ㆍ고체 물질을 투과한 빛의 강도로 잡는 수도 있다. 램버트 베르의 법칙이 적용되는 경우에는 log10(I0 / I)=ε cd(여기서 ε : 분자 흡광 계수, c : 몰 농도, d : 흡수층의 두께)라는 관계가 성립되므로 분자 흡광 계수 기지의 산란이 없는 물질에 대해서는 두께를 앎으로써 흡광도의 측정으로부터 몰농도를 구할 수 있다는 것을 알 수 있다.* 분광 광도계광원에서의 빛을 모노크로미터에 의해 단색화 하여 시료 용액에 투과시켜 투과광의 강도를 전기신호로 변환하여 시료의 흡광도를 측정하는 장치. 일반적으로 단색광을 얻는 장치와 이 단색광의 세기를 정량적으로 측정하는 장치로 이루어져 있다.단색광을 얻는 장치로서는 회절 격자 또는 프리즘이 사용된다. 또 각 파장에 대해서 개별적으로 측정하는 것과 연속종이,후드, 분광 광도계(4) 분석용 시약 제조? 0.5% 붕산용액(흡수액)1) 1000mL 제조1000mL 용량플라스크에 붕산 5g + 증류수(암모니아 표준액 만들 때 사용)2) 250mL 제조250mL 용량플라스크에 붕산 1.25g + 증류수? 페놀 - 니트로푸르시드나트륨 용액250mL 용량플라스크에 페놀2.5g + 니트로푸르시드나트륨 12.5mg + 증류수(니트로푸르시드나트륨 12.5mg = 0.0125g)? 차아염소산 나트륨 용액500mL 용량플라스크에 차아염소산 나트륨 용액5mL + 수산화나트륨 7.5g + 증류수(유효염소 10% 차아염소산나트륨용액 사용 시)? 암모니아 표준액1) 500mL 용량플라스크에 황산암모늄 1.4949g + 증류수2) 1-1에서 만든 1000mL 붕산용액에서 1mL를 분취해 버린후 4-1에서 만든 황산암모늄 용액 1mL를 분취해 넣는다.(1000배 희석된 암모니아 표준액 제조)? 미지시료10.5% 붕산용액 5mL + 암모니아 표준액 5mL? 미지시료20.5% 붕산용액 3mL + 암모니아 표준액 7mL(5) 실험 방법1) 시료 4가지(흡수액 10ml, 표준용액 10ml, 미지시료Ⅰ, 미지시료Ⅱ)를 준비 한다2) 각 시료에 페놀 니트로 푸르시드나트륨 용액 5ml를 넣어준다3) 각 시료에 차아염소산 나트륨 5ml 넣어주고 잘 섞어준다.4) 25℃~30℃ 1시간 방치하면 발색(파란색)이 나타난다.5) 흡광도(640nm)에서 흡광도를 측정한다.5. Result< 실험조건 >배출가스 온도℃153피토우관 계수0.85평균 동압(mmH2O)2.1중력가속도(m/S2)9.81평균 정압(mmH2O)-9배출가스 중 수분량(%)15측정공에서의 굴뚝직경(원형 m)0.9대기압(mmHg)765측정공 높이(m)20r0(Kg/m3)1.3건식가스미터로측정한 흡인가스량(L)20건식가스미터온도(℃)26.5건식진공게이지압(mmHg)3< 실험 결괏값 >흡수액(ABS)표준액(ABS)미지시료Ⅰ(ABS)미지시료Ⅱ(ABS)2조0.0320.9600.4140.4864조0.030S {1} over {1000배} TIMES {10 ^{3} ml} over {1L}alpha (g)`=`0.001ml/표준액`ml` TIMES `500ml` TIMES ` {132.139g} over {2` TIMES `22.4`L} TIMES {1L} over {10 ^{3} ml} TIMES 1000배alpha `=`1.4749g`V _{s} =V` TIMES ` {273} over {273+t _{m}} TIMES {P _{a} +P _{m} -P _{V}} over {760}20 LITER ` TIMES ` {273 CENTIGRADE } over {(273+26.5) CENTIGRADE } TIMES {(765`+`3-25.964)mmHg} over {760mmHg} image `17.8 LITER - V : 가스미터로 측정한 흡인가스량 (ℓ)- tm : 가스미터의 온도 (℃)- Pa : 대기압(mmHg)- Pm : 건식 진공 게이지압(mmHg)- Pv : 포화수증기압(mmHg)* 농도값 계산C _{1} = {0.001 TIMES {A} over {As} TIMES 250} over {Vs} TIMES 10 ^{3} (ppm)A : 분석용 시료 흡광도 - 흡수액 흡광도As : 표준액 흡광도 - 흡수액 흡광도Vs : 건조 시료 가스량 (L)2조````미지시료ⅠC= {0.001 TIMES {0.414-0.032} over {0.960-0.032} TIMES 250} over {17.8L} TIMES 10 ^{3} (ppm)=5.78ppm#```````````````#````````````````미지시료Ⅱ`C= {0.001 TIMES {0.486-0.032} over {0.960-0.032} TIMES 250} over {17.8L} TIMES 10 ^{3} (ppm)=6.87ppm4조`````미지시료ⅠC= {0.001 TIMES {0.188-0.030} over {0.353-0.030} TIMES 250} over {17.8L} TIMES 10 ^{3}비교하면 2조 0.032 4조 0.030의 값이 측정되었다. 오차는 거의 없는 것으로 보아 흡수액의 농도 차이는 비슷하다고 볼 수 있다. 표준액의 경우 2조 0.960 4조 0.353의 값이 측정되었다. 두 조의 표준액 흡광도의 측정값의 오차를 보면 미지시료Ⅰ,Ⅱ의 암모니아 농도 값은 많은 오차가 있을 것이라고 예측할 수 있다. 미지시료Ⅰ의 흡광도의 값으로 2조 0.414 4조 0.188값이 측정이 되었고, 미지시료Ⅱ는 2조 0.486 4조 0.252의 결괏값이 나왔다. 미지시료Ⅰ의 경우 흡수액 5ml + 표준액 5ml로 제조하였고, 미지시료Ⅱ 제조과정은 표준액 7ml+흡수액 3ml로 제조가 된다. 흡광도의 값이 커지고 표준액이 미지시료Ⅰ보다 많이 들어가 값이 더 늘어난 것이 원인으로 보인다. 표준액과 미지시료의 흡광도를 비교해보면, 표준액 값에 따라 미지시료의 흡광도 값이 비례하며, 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있다. 이로 인하여 암모니아 농도 값은 2조 5.78, 6.87의 값이 나왔고, 4조 6.87, 9.65의 값이 나왔으며 두 조의 계산 값은 막연한 오차가 보였다.7. Conclusions암모니아는 대기환경기준에 속해 있지 않은 항목이나, 자극성 기체이자 토마토 등의 식물에 피해를 주는 독성물질이므로 취급과 발생에 유의해야한다. 또한 식물뿐만 아니라 인체에 미치는 영향으로는 눈, 코, 점막 자극 등의 증상을 보인다. 암모니아의 경우 강한 냄새가 있어서 인간이 쉽게 감지할 수 있다. 암모니아 가스의 냄새는 악취로 비료, 소변, 대변 등에서 배출이 된다. 우리가 실험으로 측정한 농도 값을 비교해 보면 미지시료Ⅱ의 농도인 2조 6.87ppm 3조 9.65ppm으로 대기에서 사람들이 암모니아 냄새를 쉽게 감지할 수 있다. 또한 실험에서 나타는 결괏값을 암모니아 노출에 의한 인체에 미치는 영향표와 비교하면 6~20ppm 눈 자극과 호흡기계 문제를 유발하는 것으로 볼 수 있으며, 작은 값이라고 해도 장시간 노출된다면 통증을 유발하며 지속하여 흡입 시 치명적있겠다.
