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[환경] 엘리뇨와 라니냐 평가B괜찮아요

. 엘리뇨1)엘리뇨의 의미1 일반적 의미스페인어로 남자아이(The child) 또는 아기예수를 의미하는 말로 페루와 에콰도르의 국경에 있는 과야킬만에서 매년 12월경 북쪽으로부터 온난한 해수가 유입되어 연안의 해면수온이 상승하자, 평소 볼 수 없던 어종이 나타나서 페루 어민들이 하늘의 은혜에 감사하는 뜻으로 크리스마스와 연관시켜 아기예수의 의미를 가진 『엘니뇨(El Nino)』라 불렀다. 후에 이상고온이 지속되면서 이상 기후 피해와 어업에 영향을 주어 이러한 현상도 엘리뇨라 칭하였다.2 기상학적 의미통상 해수의 온도가 0.5 이상 상승한 것이 5개월 이상 지속될 때를 말한다. 1950년대 까지 엘니뇨 현상를 남미연안의 국지적인 현상의 일종이라고 생각하였으나 대기 해양의 관측망이 정비되기 시작하자, 남미연안의 국지적인 현상이 아니고, 태평양 적도지역의 중앙부 날짜 변경선 부근까지 미치는 대규모 현상으로 밝혀지게 되었다.2) 발생원인 및 현상{{ 평소 열대 태평양에서는 약간 북쪽으로 치우쳐 있는 열대 수렴대를 향하여 해안과 평행하게 남도 무역풍이 불고 있다. 이 바람은 중위도의 찬 해수를 연안류로써 운반하며, 표층류를 서태평양으로 이동시킨다. 그 결과, 서태평양에 바닷물이 쌓임으로써 서태평양의 인도네시아 연안은 동태평양 지역 남아메리카의 에콰도르 연안보다 바닷물이 2∼3m 높아지며, 온도가 8 정도 높아진다. 한편, 남아메리카 연안에는 서쪽으로 쓸려간 바닷물을 보충하기 위하여 영양 염류가 풍부한 바다 밑의 찬물이 솟아올라(용승) 온도는 더욱 내려가며, 좋은 어장을 형성한다. 그러나 남동 무역풍이 약해지면 반대 현상이 나타난다. 즉, 서태평양으로 이동하는 바닷물의 흐름은 약해지고, 이에 따라 동태평양 바닷물의 용승이 약해진다. 그 결과, 적도 부근에서 가열된 따뜻한 바닷물이 역류하고, 물의 온도가 올라가 어장이 큰 피해를 입게 된다. 이것이 엘리뇨가 일어나는 원리이다.3) 영향1 국제적인 영향1997-98엘니뇨는 금세기 최고의 것으로 기록되었다. 인도네시아 산불로 생긴 동남아의 연무현상도 엘니뇨에 의한 영향으로 보고 있다. 원래 인도네시아 산림지대는 열대성 강우가 자주 내려 화전민들이 불을 놓더라도 금방 꺼졌지만 엘니뇨현상으로 더운 해수를 따라 강우대가 동태평양쪽으로 옮겨가는 바람에 지속적인 가뭄을 맞게 되었고 이 때문에 대형산불의 피해를 받게 되었다. 엘니뇨현상이 나타날 때 일반적으로 필리핀, 인도네시아, 호주 동북부 등지에서는 강수량이 평년보다 적은 반면에 화남 및 일본 남부 등 아열대 지역과 적도 태평양 중부, 멕시코북부와 미국 남부, 남미대륙 중부에서는 홍수가 나는 등 예년보다 많은 강수량을 보이는 경향이 있다. 또한 알라스카와 캐나다 서부에 걸쳐 고온 경향이, 미국 남동부는 저온이 되기 쉽다. 즉, 엘니뇨현상이 발생하면 태평양상의 에너지 분포가 바뀌고 대기의 흐름을 변화시켜 페루등 남미지역과 태평양을 둘러싼 열대, 아열대지역인 인도네시아, 필리핀, 호주등지에 이상기상을 일으키는 경향이 뚜렷하다2 우리나라에게 주는 영향우리나라는 중위도 지방에 위치하는 까닭에 적도 태평양뿐만 아니라 북서쪽 고위도 지방에서 흘러 들어오는 공기의 흐름에도 영향을 받는다. 이 세력이 엘니뇨의 영향과 함께 겹치기 때문에 열대나 아열대 지방처럼 엘니뇨의 영향이 아주 뚜렷하게 나타나지는 않는다, 좀 더 이론적인 설명을 덧붙이면, 엘니뇨의 영향에 의해 적도에서 발생된 상승 기류가 북태평양에 하강기류를 유도하여 따뜻하고 강한 고기압을 형성한다. 그래서 이 고기압과 북극 한랭 기단의 사이에는 큰 온도차가 생긴다. 그리고 우리나라상공에는 동서류형의 강한 제트기류가 불게 된다. 그 결과 우리나라는 북극 한랭기단이 남쪽으로 내려오지 못하여 따뜻한 겨울을 맞이하게 된다, 엘니뇨가 발생하지 않았을 때는 필리핀 해역에 높은 수온이 유지된다. 이로서 남풍의 영향을 받는 우리나라에는 심한 더워가 찾아온다, 엘니뇨의 영향으로 북태평양 고기압과 오호츠크해 고기압 사이에 장마전선이 정체되는 블로킹형의 대기흐름이 생겨서 우리 나라에는 긴장마가 온다..라니냐1) 의미1 일반적 의미라니냐란 스페인어로 '아기'를 뜻하는 엘리뇨의 여성형으로서 엘리뇨라는 반대로 페루연안의 해수온도가 낮아져 생기는 기상이변을 말한다. 라니냐란 스페인어로 작은 소녀라는 뜻으로 엘리뇨와 반대의미를 가진단어이다.2 기상학적 의미통상 해수의 온도가 0.5 하락하여 5개월이상 지속될 때를 말한다. 기상학적으로도 엘리뇨와 반대의 성질은 지닌 현상을 말한다.2) 발생원인 및 현상{{ 라니냐 상태는 동태평양의 하층 대기 편동풍과 상층 대기 편서풍이 강화되는 열대 태평양의 대규모 바람 변화 현상이다. 이러한 상태는 적도 워커 순환이 강해졌음을 의미한다.라니냐의 성장기 동안에는 해수 구조가 열대 태평양 동쪽에서는 온수층이 비정상적으로 얕아지고, 이로 인해 수온 약층의 깊이 또한 얕아지게 된다. 그러므로 수온 약층의 기울기는 유역을 가로질러 증가하게 된다. 매우 강한 라니냐 기간에는 확장된 기간 동안 수온 약층이 실제로 해양의 표면에 가깝게 된다. 따라서 혼합층이 얕아져 영양이 풍부한 물이 해수면 가까이 올라와 이 지역의 해양 생물에게 좋은 환경을 제공하게 된다. 이와 더불어, 해수면 고도는 동태평양에서 정상상태보다 낮아지며, 전 유역에 걸쳐 해양 표면 고도의 기울기를 증가시키는 결과를 가져온다.3) 영향1 국제적 영향라니냐 기간동안에는 정상적인 형태의 열대 강수와 대기순환의 패턴은 붕괴되어진다. 중태평양 상에서 비정상적으로 차가운 해수는 북반구의 겨울철과 봄철 동안 중태평양에서 구름과 강수현상을 억제한다. 동시에 인도네시아, 말레이시아, 호주 북부지방에서는 강수현상이 강화된다. 라니냐가 발달하면, 겨울철과 봄철 동안 인도네시아와 서태평양 지역에 상승기류와 구름, 강수현상을, 적도 동태평양에 하강기류를 나타내는 정상적인 워커순환은 정상시보다 강해진다. 라니냐 동안의 강수량과 온도의 아노말리 패턴은 매우 일관성 있게 나타난다. 가장 두드러진 아노말리는 북반구의 겨울과 여름에 나타나는데, 라니냐 동안 적도 중태평양의 차가운 해수온도는 강수를 형성하는 할 수 있는 구름의 발달을 억제한다. 반면에, 정상시보다 비가 많이 오는 기상상태는 호주북부, 인도네시아 및 말레이시아에서 북반구의 겨울철에 그리고 필리핀에서 북반구의 여름철에 발달한다. 또한 아프리카 남동부와 브라질 북부도 겨울철에 정상시보다 비가 많이 온다. 여름철에 인도몬순 현상은 정상보다 강력해지고, 이런 현상은 인도 북서부에서 탁월하다. 열대 중남미의 서부해안과 북미와 남미의 아열대에 위치하는 지역에서는 겨울철 동안 예년 보다 건조해진다. 중위도저기압계는 겨울철 동안 알래스카만 지역에서 예년보다 약해진다. 이것은 알래스카와 캐나다 서부지역을 예년 보다 추운 겨울로 만들고, 이것이 대평원 북부와 미국 서부까지 영향을 미치기도 한다. 반면에 미국 남동부는 예년보다 건조하고 온난해진다.

자연과학| 2005.05.02| 4페이지| 1,000원| 조회(1,492)

엘리뇨, 라니냐, 이상기후, 기상이변, 이상고온

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[환경공학] 수질분석-Hardness(경도)-결과

Hardness(경도)1. 실험의 목적수중의 2가 양이온들은 비누등의 계면활성제와 착물을 형성하여 세정작용을 방해하고 음이온들과 결합 침전하면 배관에 Scale를 형성한다. 여기서 경도의 개념을 세울 수 있는데 물의 2가 양이온 함량을 CaCO3(㎎/ℓ)로 환산하여 표시한 것이다. 자연에 존재하는 물속에 포함되어 있는 금속 양이온 중에서 마그네슘과 칼슘의 비율이 95%이상이므로 전경도(총경도)를 마그네슘 경도와 칼슘 경도의 합으로 나타낼 수 있다. 의미에 있어서 경도는 가정용수나 공업용수로서의 적합성을 판단하는데 사용되는 중요한 고려 사항이다. 엔지니어는 경도를 근거로 하여 단물화 처리의 필요성 유무를 판단하게 된다. 물속의 칼슘과 마그네슘 경도의 상대적인 양과 또 탄산염 경도와 비탄산염 경도의 상대적인 양은 경제적인 단물화 공정의 유형을 결정하는데 필수적인 인자이며, 그 설계에 중요한 고려사항들로 된다. 이처럼 중요성을 지닌 총경도의 측정방법으로 금속 양이온과의 결합력의 차이를 이용하는데 EBT와 EDTA를 사용하는 방법을 실험하고 그 원리와 방법을 이해한다.2. 이론 및 원리1) 경도의 종류← 총 경 도 →칼슘 경도← 마그네슘 경도 →Ca2+Mg2+기타양이온HCO3-SO42-기타음이온← 탄산염 경도 →← 비탄산염 경도 →2) 경도의 생성원인수중의 칼슘염 및 마그네슘염은 주로 지질에서 오는 것이고 해수, 공장폐수, 하수 등의 혼입에 의한 것이 있으며 상수에 있어서는 모터라이닝관, 콘크리트 구조물 혹은 물의 석회 처리에 의해 증가하기도 한다.3) 경도의 영향장 점단 점배 관배관의 부식 방지높을 때는 Scale문제 발생(ex.배관이 좁아짐)⇒보일러 효율 저하식 수물의 맛을 향상시킴위장을 헤치고 설사 등을 유발기타: 경수에 대한 비누/세제 사용 시 효과 절감2NaCO2C17H33(비누) + M2+ → M(CO2C17H33)2↓ + 2Na+인간의 심장순환계통에 유익한 역할4) 경도에 따른 물의 세기연 수약한 경수경수강한 경수(㎎/ℓ as CaCO3) 751503005) EDTA 법의 원리EDTA (Ethylene Diamine Tera Acid)는 경도를 발생시키는 금속이온(Ca2+, Mg2+, Fe2+, Sr2+, Mn2+ 등 : M)과 안정한 착물을 형성한다. 센물에 본래 푸른색인 EBT(Eriochrome Black T) 지시약을 넣으면 'M-EBT'의 포도주색 착물이 형성되는데 여기에 EDTA로 적정하면 M은 더 안정한 착물을 형성하기 위해 M-EBT에서 분리 되어 M-EDTA를 형성 하게 된다. 이때 M-EDT가 모두 분해 되면 붉은 색이 사라지고 EBT의 본래의 색인 푸른색으로 돌아온다. 이때가 종말 점으로 들어간 EDTA의 양을 환산하여 계산한다.pH = 10에서 M2+ +EBT → MEBT(포두주색)MEBT + EDTA → MEDTA + EBT(푸른색)3. 시약1) 시안화 칼륨(KCN)용액KCN 10g을 증류수에 녹여 100㎖로 함2) 0.01M 염화마그네슘(MgCl2)용액MgCl2 ? 6H2O 2.1g을 증류수에 녹여 1ℓ로 함3) 암모니아 완충액염화암모늄(NH4Cl) 67.5g을 암모니아수(NH4OH) 570㎖에 녹이고 물을 넣어 1ℓ로 함4) EBT 용액(지시약)Eriochrome Black T(C20H12O7N3SNa) 0.5g + 염산 히드록실 아민(NH2OH ? HCl) 4.5g에탄올에 녹여 100㎖로 함5) 0.01M EDTA용액에틸렌디아민4초산2나트륨(2수염)을 80℃에서 5시간 건조시킨 다음 데시케이터에서 방냉 3.722g을 증류수에 녹여 1ℓ로 함(갈색 병에 넣어 보존)0.01M × 2N/M × 0.001L × 100,000㎎/2 = 1.0㎎ CaCO30.01M EDTA용액 1㎖ = 1.0㎎ CaCO34. 실험 방법1) 0.01M EDTA용액의 Factor삼각 플라스크↓← 황산이온 표준용액 10㎖↓← 물 40㎖↓← 0.02N 염산 용액 5㎖가 열↓← 0.01M 염화바륨용액 10㎖방 랭↓← 암모니아 완충액 5㎖↓← EBT용액 3방울을 첨가적정(0.01M EDTA용액 )← 0.01M 염화마그네슘용액 2㎖(종말점부근)a : 적정에 사용된 0.01M EDTA용액의 ㎖수b :공시험 시 사용된 0.01M EDTA용액의 ㎖수2) 본시험검수 100㎖↓← KCN 2~3방울↓← 0.01M MgCl2 1㎖ (안정제)↓← 암모니아 완충액 2㎖↓← 지시약 EBT용액 5~6방울 첨가함0.01M EDTA용액으로 적정← End point : 포도주색⇒ 푸른색⇒ 계산식 Total Hardness (㎎/ℓ as CaCO3) = (a - 1) × 1×(a - 1)에서의 1: 0.01M MgCl2중의 Mg2+ 량a: 소비된 0.01M EDTA 용액의 ㎖수1: 1㎖ EDTA에 해당하는 CaCO3 량 (mg)5. 결과 및 데이타시 료EDTA 적정량계 산 식경 도1배 희석20.6 ㎖199.92 ㎎/ℓ as CaCO32배 희석10.9 ㎖201.96 ㎎/ℓ as CaCO35배 희석5.2 ㎖214.20 ㎎/ℓ as CaCO310배 희석2.9 ㎖193.80 ㎎/ℓ as CaCO3※ 이 시료의 평균 경도는 202.47 ㎎/ℓ as CaCO3 이다.6. 토의 및 고찰경도를 구하는 실험은 초기 시료의 상태에 따라서 조금 달라질 수 있겠지만 다른 실험에 비하여 마지막 적정에까지 요구되는 과정이 적고, 필요한 시약 또한 많지 않아 실험이 간단하기에 실험 결과에 있어 오차의 가능성 역시 적고 또한 오차가 있다 해도 그 원인을 어렵지 않게 유추해 낼 수 있다.실험결과에 오차가 생길 수 있는 원인은 적정시 색 변화에 있어 각 샘플에 대해 눈으로 식별할 수 있는 색의 차이나 혹은 시료의 양에 대한 약간의 가감 가능성 정도라고 볼 수 있다.(주관적인 판단의 개입 가능성우리나라의 평균 경도 값이 전국 어느 곳에서나 동등한 값으로 나타내지는 것은 아닐 것이고 단지 평균값이기에 이 데이터는 적정 수준의 값으로 보여지나 측정 시 시료의 정확한 값은 알 수 없는 것이고 예외적인 경우를 감안하거나 외부 데이터를 배제하고 측정한 데이터만 놓고 해석하였을 때 오차 가능성을 검증한다면 적정과 관련하기보다는 실험 전 시료에 가한 전 처리에 주목해야 할 것 같다.

공학/기술| 2005.02.23| 5페이지| 1,000원| 조회(1,067)

EDTA, 경도, Hardness

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[환경공학] 수질분석-Hardness(경도)-예비

Hardness(경도)1. 실험의 목적수중의 2가 양이온들은 비누등의 계면활성제와 착물을 형성하여 세정작용을 방해하고 음이온들과 결합 침전하면 배관에 Scale를 형성한다. 여기서 경도의 개념을 세울 수 있는데 물의 2가 양이온 함량을 CaCO3(㎎/ℓ)로 환산하여 표시한 것이다. 자연에 존재하는 물속에 포함되어 있는 금속 양이온 중에서 마그네슘과 칼슘의 비율이 95%이상이므로 전경도(총경도)를 마그네슘 경도와 칼슘 경도의 합으로 나타낼 수 있다. 의미에 있어서 경도는 가정용수나 공업용수로서의 적합성을 판단하는데 사용되는 중요한 고려 사항이다. 엔지니어는 경도를 근거로 하여 단물화 처리의 필요성 유무를 판단하게 된다. 물속의 칼슘과 마그네슘 경도의 상대적인 양과 또 탄산염 경도와 비탄산염 경도의 상대적인 양은 경제적인 단물화 공정의 유형을 결정하는데 필수적인 인자이며, 그 설계에 중요한 고려사항들로 된다. 이처럼 중요성을 지닌 총경도의 측정방법으로 금속 양이온과의 결합력의 차이를 이용하는데 EBT와 EDTA를 사용하는 방법을 실험하고 그 원리와 방법을 이해한다.2. 이론 및 원리1) 경도의 종류← 총 경 도 →칼슘 경도← 마그네슘 경도 →Ca2+Mg2+기타양이온HCO3-SO42-기타음이온← 탄산염 경도 →← 비탄산염 경도 →2) 경도의 생성원인수중의 칼슘염 및 마그네슘염은 주로 지질에서 오는 것이고 해수, 공장폐수, 하수 등의 혼입에 의한 것이 있으며 상수에 있어서는 모터라이닝관, 콘크리트 구조물 혹은 물의 석회 처리에 의해 증가하기도 한다.3) 경도의 영향장 점단 점배 관배관의 부식 방지높을 때는 Scale문제 발생(ex.배관이 좁아짐)⇒보일러 효율 저하식 수물의 맛을 향상시킴위장을 헤치고 설사 등을 유발기타: 경수에 대한 비누/세제 사용 시 효과 절감2NaCO2C17H33(비누) + M2+ → M(CO2C17H33)2↓ + 2Na+인간의 심장순환계통에 유익한 역할4) 경도에 따른 물의 세기연 수약한 경수경수강한 경수(㎎/ℓ as CaCO3) 751503005) EDTA 법의 원리EDTA (Ethylene Diamine Tera Acid)는 경도를 발생시키는 금속이온(Ca2+, Mg2+, Fe2+, Sr2+, Mn2+ 등 : M)과 안정한 착물을 형성한다. 센물에 본래 푸른색인 EBT(Eriochrome Black T) 지시약을 넣으면 'M-EBT'의 포도주색 착물이 형성되는데 여기에 EDTA로 적정하면 M은 더 안정한 착물을 형성하기 위해 M-EBT에서 분리 되어 M-EDTA를 형성 하게 된다. 이때 M-EDT가 모두 분해 되면 붉은 색이 사라지고 EBT의 본래의 색인 푸른색으로 돌아온다. 이때가 종말 점으로 들어간 EDTA의 양을 환산하여 계산한다.pH = 10에서 M2+ +EBT → MEBT(포두주색)MEBT + EDTA → MEDTA + EBT(푸른색)3. 시약1) 시안화 칼륨(KCN)용액KCN 10g을 증류수에 녹여 100㎖로 함2) 0.01M 염화마그네슘(MgCl2)용액MgCl2 ? 6H2O 2.1g을 증류수에 녹여 1ℓ로 함3) 암모니아 완충액염화암모늄(NH4Cl) 67.5g을 암모니아수(NH4OH) 570㎖에 녹이고 물을 넣어 1ℓ로 함4) EBT 용액(지시약)Eriochrome Black T(C20H12O7N3SNa) 0.5g + 염산 히드록실 아민(NH2OH ? HCl) 4.5g에탄올에 녹여 100㎖로 함5) 0.01M EDTA용액에틸렌디아민4초산2나트륨(2수염)을 80℃에서 5시간 건조시킨 다음 데시케이터에서 방냉 3.722g을 증류수에 녹여 1ℓ로 함(갈색 병에 넣어 보존)0.01M × 2N/M × 0.001L × 100,000㎎/2 = 1.0㎎ CaCO30.01M EDTA용액 1㎖ = 1.0㎎ CaCO34. 실험 방법1) 0.01M EDTA용액의 Factor삼각 플라스크↓← 황산이온 표준용액 10㎖↓← 물 40㎖↓← 0.02N 염산 용액 5㎖가 열↓← 0.01M 염화바륨용액 10㎖방 랭↓← 암모니아 완충액 5㎖↓← EBT용액 3방울을 첨가적정(0.01M EDTA용액 )← 0.01M 염화마그네슘용액 2㎖(종말점부근)

공학/기술| 2005.02.23| 4페이지| 1,000원| 조회(1,072)

EDTA, 경도, Hardness, 단물, 쎈물

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[환경공학] 수질분석-Fe( Phenanthroline Method)-결과 평가A좋아요

Fe( Phenanthroline Method)1. 실험 목적철은 공공용수 공급에 심각한 문제를 일으킨다. 토양과 광물속에 들어있는 철은 주로 불용성인 산화 제 2 철과 황화철이다.철이 포함된 물은 음용시 별다른 해가 없지만 철은 Fe3+로 산화되어 콜로이드 침전을 형성하여 혼탁도가 유발되고 미관상 좋지 않다. 철은 세탁을 방해하며 배관시설물에 보기 흉한 얼룩을 내며 철박테리아의 성장으로 배구관망에 장해를 일으킨다. 그러므로 수질에 철 함량을 구해 적절한 조치가 필요하다.2. 실험 원리 및 이론1) Fe의 분류자연수중의 Fe는 암석 또는 토양에서 유래된 것으로 magnetite(자광철, Fe3O4), pyrite (황철광(FeS2), Hematite(적철광, Fe2O3), Limonite(Fe2O3?3H2O), sidenrite(능철광, FeCO3) 등이 환원되어 용출된다. 즉 우수가 치하로 침투하는 경우 유기물 분해에 의하여 산소가 소비되고 CO2를 발생한다.용해성 철이온 제 1철 이온(Fe2+)제 2철 이온(Fe3+)(중탄산염, 황산염, 염화물)철착이온, 착화합물무기점토성 입자중의 철불용해성 수산화물로 한 철 Fe(OH)3산화물로 한 철 Fe2O3유기물이나 규산과 결합한 철이 무산소 상태에서 환원 작용이 되어 토양중의 Fe는Fe203 → FeCO3 →Fe(HCO3)2되어 용준한다. 그래서 철은 수중에서는 탄산수소염으로 되어 있는 경우가 많다.2)Fe의 특징① pH, 알카리도가 낮은 물, CO2가 많은 물에서 특히 용출이 쉽다.② Fe는 인체의 헤모글로빈 합성과 관련 중요한 식품이며 여러 가지 음식을 통해 섭취하 여 성인 체내4.5g을 유지하고 있다. 성인 일일 필요량은 10㎎정도이다.③ 철 함유량이 높은 물은 혼탁과 적수를 유발하여 미관상 좋지 못하고 세척력을 떨어뜨 린다.④ 철 박테리아의 번식을 초래하고 관 내면에 부착하여 통수능력을 저하, 수질 오염 유발3) Phenanthroline 법① Phenanthroline + Fe2+ → RED Color? Fe3+로 존재 하지 않아야 한다. Fe(OH)3 에 HCl을 첨가 한다.Fe(OH)3 + 3H+ → Fe3+ +3H2O? Fe2+로 존재해야 한다.4Fe3+ + 2NH2OH → 4Fe2+ +N20 +H2O + 4H+? Phosphate 나 중금속은 발색에 영향을 줄 수 있다.HCl을 첨가하여 pH가 낮을 때 용해 상태로 존재 하게끔 발색범위 밖으로 가도록한다.② Fe2+ 와 페난트로린이 pH 2~9 범위에서 다음과 같이 반응하여 생성한 등적색의 가용성 착체를 그 극대 흡수 파장 510㎚에서 흡광도를 측정하여 정량 하는 방법이다.4) 흡광광도법빛이 시료용액을 통과할 때 흡수나 산란 등에 의하여 강도가 변화하는 것을 이용시료물질의 용액 또는 적당한 시약을 넣어 발색 시킨 용액의 흡광도를 측정하여 시료중의 목적성분을 정량하는 방법파장 200~900 ㎚에서의 액체의 흡광도를 측정함? 원리통과한 직후의 빛의 강도 I와 Io 사이에는 램버어트 비어의 법칙)에 의하여 다음의 관계가 성립한다.I = I0 · 10-εcI0 : 입사광의 강도I : 투사광의 강도C : 농도ℓ : 빛의 투과거리ε : 비례상수로서 흡광계수t(투과도) = l/Io 이 투과도를 백분율(T)를 투과 퍼센트라 하고 투과도의 역수의 상용대수 즉 log(1/t) = A를 흡광도라 한다.램버어트-비어의 법칙은 대조액층을 통과한 빛의 강도를 Io, 측정하려고 하는 액층을 통 과한 빛의 강도를 I로 했을 때도 똑같은 식이 성립하기 때문에 정량이 가능한 것이다.. 흡광도를 이용한 램버어트-비어의 법칙을 식으로 표시하면 A = εcl이 되므로 농도를 알고 있는 표준액에 대하여 흡광도를 측정하고 흡광계수(ε)를 구해 놓으면 시료액에 대해서도 같은 방법으로 흡광도를 측정함으로서 정량을 할 수가 있다.그러나 실제로는 ε를 구하는 대신에 농도가 다른 몇가지 표준액을 사용하여 시료액과 똑같은방법으로 조작하여 얻은 검량선으로 부터 시료중의 목적성분을 정량한다.? 측정 방법① 표준 용액을 대략 5개정도 준비한다.② 최적의 Wavelength를 측정한다.ABS(흡광도)가장 최고점 측정파장③ Standard Curve를 준비한다.ABS(흡광도) Y = aX + br2 = 0.98(1에 가까울수록 정확하다)r2값은 검량선과 각 값과의 거리에 해당농도④ 시료를 측정하여 표준 용액의 Stadard Curve에서 그 값을 찾는다.? 장치측광부시료부파장선택부광원부→ → →흡광광도 분석장치는 그림 같이 광원부, 파장선택부, 시료부 및 측광부로 구성되고 광원부에서 측광부까지의 광학계에는 측정목적에 따라 여러가지 형식이 있다.? 흡수셀흡수셀은 일반적으로 아래 그림과 같이 4각형 또는 시험관형의 것을 사용한다.그림 (2)의 (a) : 액량 1 ㎖이하 액층의 길이 10 ㎜ 이상의 것(b): 시료액을 흘려보내면서 그 농도를 측정할 때(c)는 휘발성 시료액을 넣었을 때 마개가 있는 것(d)는 액층의 길이가 50 ㎜ 이상으로 저농도 시료를 측정할 때흡수셀의 재질로는 유리, 석영, 플라스틱 등을 사용한다. 유리제는 주로 가시 및 근적외부 파장범위, 석영제는 자외부 파장범위, 를라스틱제는 근적외부 파장범위를 측정할 때 사용한다4. 실험 방법검수 (비이커)↓ ← 시료 희석 및 철 표준용액 희석50㎖ volumetric flask↓ ← 2㎖ HCl↓ ← 1㎖ NH2OH?HCl↓ ← 가열할수있는 플라스크로 옮김가열(5~6분정도) → 20㎖까지↓ ← 잠시 방치100㎖ 플라스크↓ ← 10㎖ NH4C3H3O2↓ ← 4㎖ 페놀프탈레인10분간 발색↓510㎚에서 흡광도측정※Blank :증류수만으로 시료와 동일한 방법으로 실시? 검량선 작성철 표준액 2~50㎖를 단계적으로 취해 100㎖ 플라스크에 넣고 염산(1+2) 6㎖ 넣는다.※ 이후 실험방법에 따라 시험하여 철의 양과 흡광도와의 관계선을 작성한다.5. 시약 및 기기1) 기구? 광전 광도계 ? 삼각 플라스크 ? 비커2) 시약① 암모니아수 (1+1)② 염산(1+1), (1+2)③ 질산(1+1)④ 염산하이드록실아민(hydroxylamine hydrochloride, NH2OH?HCl)용액(10 W/V%))NH2OH?HCl 10g을 물에 녹여서 100㎖로 한다. ( 100g/ℓ)⑤ o-페난트로린염산염 용액 (0.1 W/V%)o-페난트로린염산염[C12H8N2]0.12g을 물 100㎖에 녹여 80℃로 가열한다.o-페난트로린염산염[C12H8N2]을 0.1g을 에틸알코올(95%) 20㎖에 녹이고 물을 넣어 100㎖로 한다.⑥ 초산암모늄[ammonium acetate] (50 W/V%)초산암모늄(3수화물)[CH3COONH4?3H2O] 50g을 물에 녹여 100㎖로 한다.(500g/ℓ)⑦ 철 표준원액( 1.0 ㎎Fe/㎖)? 조제 : 황산제일철암모늄 7.02g을 염산(1+1) 20㎖와 소량의 물에 넣어 정확히 1ℓ 철(99.5%) 1g을 염산(1+1) 20㎖에 가온하여 녹이고 방냉 후 물을 넣어 1ℓ? 계산 : 황산제일철 암모늄 : 철 = 391.85 :55.85 = x : 0.1㎎/㎖ * 1000㎖⑧ 철 표준액(0.01 ㎎ Fe/㎖)철 표준 원액 10㎖를 정확히 취하여 물을 넣어 1ℓ로 한다.6. 결과 및 데이터검량선시료농도흡광도희석배수흡광도Blank0.000445배0.102580.20.0193310배0.048050.40.036130.60.063860.80.084011.00.10095시료의 농도 X = (y+0.0012)/0.10385배 희석10배 희석시료의 평균 농도는 4.88 ㎎/ℓ7. 고찰이번 실험에서는 흡광도 측정을 하여 검량선에서 농도를 역으로 알아보는 실험이였다.모든 실험에서도 요구 되는 바이지만 실험 기기의 청결이 매우 중요하였다. 플라스크나 비커등에 유기물질이 포함되어 있거나 조금의 철이 포함 되어있을 경우 정확한 데이터가 나오지 않는다. 이를 최소화하기 위해 우리는 에탄올 세척과 함께 최대한 깨끗하고 정확하게 하기 위하여 한번 사용한 실험기구는 다시 사용 하지 않았다.또, 증류수에도 약간의 철 성분이 용해되어있을 가능성이 있다. 이에 증류수를 조금씩 받아서 사용하였고 장시간 방치시 다시 받아서 사용하였다.

공학/기술| 2005.02.23| 8페이지| 1,000원| 조회(1,034)

철, Fe, 수질분석, Phenanthroline Metho

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[환경공학] 수질분석-Fe( Phenanthroline Method)-예비 평가A좋아요

Fe( Phenanthroline Method)1. 실험 목적철은 공공용수 공급에 심각한 문제를 일으킨다. 토양과 광물속에 들어있는 철은 주로 불용성인 산화 제 2 철과 황화철이다.철이 포함된 물은 음용시 별다른 해가 없지만 철은 Fe3+로 산화되어 콜로이드 침전을 형성하여 혼탁도가 유발되고 미관상 좋지 않다. 철은 세탁을 방해하며 배관시설물에 보기 흉한 얼룩을 내며 철박테리아의 성장으로 배구관망에 장해를 일으킨다. 그러므로 수질에 철 함량을 구해 적절한 조치가 필요하다.2. 실험 원리 및 이론1) Fe의 분류자연수중의 Fe는 암석 또는 토양에서 유래된 것으로 magnetite(자광철, Fe3O4), pyrite (황철광(FeS2), Hematite(적철광, Fe2O3), Limonite(Fe2O3?3H2O), sidenrite(능철광, FeCO3) 등이 환원되어 용출된다. 즉 우수가 치하로 침투하는 경우 유기물 분해에 의하여 산소가 소비되고 CO2를 발생한다.용해성 철이온 제 1철 이온(Fe2+)제 2철 이온(Fe3+)(중탄산염, 황산염, 염화물)철착이온, 착화합물무기점토성 입자중의 철불용해성 수산화물로 한 철 Fe(OH)3산화물로 한 철 Fe2O3유기물이나 규산과 결합한 철이 무산소 상태에서 환원 작용이 되어 토양중의 Fe는Fe203 → FeCO3 →Fe(HCO3)2되어 용준한다. 그래서 철은 수중에서는 탄산수소염으로 되어 있는 경우가 많다.2) Fe의 특징① pH, 알카리도가 낮은 물, CO2가 많은 물에서 특히 용출이 쉽다.② Fe는 인체의 헤모글로빈 합성과 관련 중요한 식품이며 여러 가지 음식을 통해 섭취하 여 성인 체내4.5g을 유지하고 있다. 성인 일일 필요량은 10㎎정도이다.③ 철 함유량이 높은 물은 혼탁과 적수를 유발하여 미관상 좋지 못하고 세척력을 떨어뜨 린다.④ 철 박테리아의 번식을 초래하고 관 내면에 부착하여 통수능력을 저하, 수질 오염 유발3) Phenanthroline 법① Phenanthroline + Fe2+ → RED Color? Fe3+로 존재 하지 않아야 한다. Fe(OH)3 에 HCl을 첨가 한다.Fe(OH)3 + 3H+ → Fe3+ +3H2O? Fe2+로 존재해야 한다.4Fe3+ + 2NH2OH → 4Fe2+ +N20 +H2O + 4H+? Phosphate 나 중금속은 발색에 영향을 줄 수 있다.HCl을 첨가하여 pH가 낮을 때 용해 상태로 존재 하게끔 발색범위 밖으로 가도록한다.② Fe2+ 와 페난트로린이 pH 2~9 범위에서 다음과 같이 반응하여 생성한 등적색의 가용성 착체를 그 극대 흡수 파장 510㎚에서 흡광도를 측정하여 정량 하는 방법이다.4) 흡광광도법빛이 시료용액을 통과할 때 흡수나 산란 등에 의하여 강도가 변화하는 것을 이용시료물질의 용액 또는 적당한 시약을 넣어 발색 시킨 용액의 흡광도를 측정하여 시료중의 목적성분을 정량하는 방법파장 200~900 ㎚에서의 액체의 흡광도를 측정함? 원리통과한 직후의 빛의 강도 I와 Io 사이에는 램버어트 비어의 법칙)에 의하여 다음의 관계가 성립한다.I = I0 · 10-εcI0 : 입사광의 강도I : 투사광의 강도C : 농도ℓ : 빛의 투과거리ε : 비례상수로서 흡광계수t(투과도) = l/Io 이 투과도를 백분율(T)를 투과 퍼센트라 하고 투과도의 역수의 상용대수 즉 log(1/t) = A를 흡광도라 한다.램버어트-비어의 법칙은 대조액층을 통과한 빛의 강도를 Io, 측정하려고 하는 액층을 통 과한 빛의 강도를 I로 했을 때도 똑같은 식이 성립하기 때문에 정량이 가능한 것이다.. 흡광도를 이용한 램버어트-비어의 법칙을 식으로 표시하면 A = εcl이 되므로 농도를 알고 있는 표준액에 대하여 흡광도를 측정하고 흡광계수(ε)를 구해 놓으면 시료액에 대해서도 같은 방법으로 흡광도를 측정함으로서 정량을 할 수가 있다.그러나 실제로는 ε를 구하는 대신에 농도가 다른 몇가지 표준액을 사용하여 시료액과 똑같은방법으로 조작하여 얻은 검량선으로 부터 시료중의 목적성분을 정량한다.? 측정 방법① 표준 용액을 대략 5개정도 준비한다.② 최적의 Wavelength를 측정한다.ABS(흡광도)가장 최고점 측정파장③ Standard Curve를 준비한다.ABS(흡광도) Y = aX + br2 = 0.98(1에 가까울수록 정확하다)r2값은 검량선과 각 값과의 거리에 해당농도④ 시료를 측정하여 표준 용액의 Stadard Curve에서 그 값을 찾는다.? 장치측광부시료부파장선택부광원부→ → →흡광광도 분석장치는 그림 같이 광원부, 파장선택부, 시료부 및 측광부로 구성되고 광원부에서 측광부까지의 광학계에는 측정목적에 따라 여러가지 형식이 있다.? 흡수셀흡수셀은 일반적으로 아래 그림과 같이 4각형 또는 시험관형의 것을 사용한다.그림 (2)의 (a) : 액량 1 ㎖이하 액층의 길이 10 ㎜ 이상의 것(b): 시료액을 흘려보내면서 그 농도를 측정할 때(c)는 휘발성 시료액을 넣었을 때 마개가 있는 것(d)는 액층의 길이가 50 ㎜ 이상으로 저농도 시료를 측정할 때흡수셀의 재질로는 유리, 석영, 플라스틱 등을 사용한다. 유리제는 주로 가시 및 근적외부 파장범위, 석영제는 자외부 파장범위, 를라스틱제는 근적외부 파장범위를 측정할 때 사용한다4. 실험 방법검수 (비이커)↓ ← 시료 희석 및 철 표준용액 희석50㎖ volumetric flask↓ ← 2㎖ HCl↓ ← 1㎖ NH2OH?HCl↓ ← 가열할수있는 플라스크로 옮김가열(5~6분정도) → 20㎖까지↓ ← 잠시 방치100㎖ 플라스크↓ ← 10㎖ NH4C3H3O2↓ ← 4㎖ 페놀프탈레인10분간 발색↓510㎚에서 흡광도측정※Blank :증류수만으로 시료와 동일한 방법으로 실시? 검량선 작성철 표준액 2~50㎖를 단계적으로 취해 100㎖ 플라스크에 넣고 염산(1+2) 6㎖ 넣는다.※ 이후 실험방법에 따라 시험하여 철의 양과 흡광도와의 관계선을 작성한다.5. 시약 및 기기1) 기구? 광전 광도계 ? 삼각 플라스크 ? 비커2) 시약① 암모니아수 (1+1)② 염산(1+1), (1+2)③ 질산(1+1)④ 염산하이드록실아민(hydroxylamine hydrochloride, NH2OH?HCl)용액(10 W/V%))NH2OH?HCl 10g을 물에 녹여서 100㎖로 한다. ( 100g/ℓ)⑤ o-페난트로린염산염 용액 (0.1 W/V%)o-페난트로린염산염[C12H8N2]0.12g을 물 100㎖에 녹여 80℃로 가열한다.o-페난트로린염산염[C12H8N2]을 0.1g을 에틸알코올(95%) 20㎖에 녹이고 물을 넣어 100㎖로 한다.⑥ 초산암모늄[ammonium acetate] (50 W/V%)초산암모늄(3수화물)[CH3COONH4?3H2O] 50g을 물에 녹여 100㎖로 한다.(500g/ℓ)⑦ 철 표준원액( 1.0 ㎎Fe/㎖)? 조제 : 황산제일철암모늄 7.02g을 염산(1+1) 20㎖와 소량의 물에 넣어 정확히 1ℓ 철(99.5%) 1g을 염산(1+1) 20㎖에 가온하여 녹이고 방냉 후 물을 넣어 1ℓ? 계산 : 황산제일철 암모늄 : 철 = 391.85 :55.85 = x : 0.1㎎/㎖ * 1000㎖⑧ 철 표준액(0.01 ㎎ Fe/㎖)

공학/기술| 2005.02.23| 7페이지| 1,000원| 조회(930)

철, Fe, 흡광도법, 수질분석, Phenanthroline 법

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