[분석화학실험] 용존 산소량 측정 결과 결과보고서 A+
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2024.08.11
문서 내 토픽
  • 1. 용존 산소량 측정
    이번 실험에서는 여러 지역의 다양한 물을 윙클러-아지드화나트륨 변법을 이용하여 적정하고 각 시료 물의 ppm을 측정하여 수용액 중에 녹아있는 산소의 양을 측정해보았다. 용존산소 측정량 실험을 하는 목적은 용존산소가 수질에 미치는 영향을 이해할 수 있으며, 수중 용존산소량의 증감 요인에 대해 알 수 있기 때문이다. 물 속에 녹아있는 용존산소의 양이 많을수록 수질이 좋으며, 수중 용존산소량의 증감 요인은 수온이 낮고, 기압이 높고, 난류가 크고, 유속이 빠를수록 용존산소량이 증가하고, 반대로 수온이 높고, 기압이 낮고, 난류가 적고, 유속이 늦을수록 용존산소량이 감소한다.
  • 2. 윙클러-아지드화나트륨 변법
    용존산소 측정 방법에는 윙클러-아지드화나트륨 변법과 격막전극법이 있는데 이번 실험에서 사용한 방법은 윙클러-아지드화나트륨 변법이다. MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2 (↓, 흰색침전) + Na2SO4 Mn(OH)2 + 1/2 O2 (용존산소) → MnO2 (↓, 갈색침전) + H2O MnO2 + 2KI + 2H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + I2 (유리) + 2H2O I2 (유리) + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI 위의 4개의 식을 종합하면 1/2O2 + 2Na2S2O3 + H2SO4 → Na2S4O6 + H2O + Na2SO4 의 식을 얻을 수 있다. 이를 통해 O2 (용존산소) 1/2 mol로부터 1 mol의 I2 가 유리되고, 유리된 I2 1 mol은 적정시 Na2S2O3 2 mol과 반응하므로 산소와 Na2S2O3가 1/2:2, 즉 1:4의 반응비로 반응한다는 것을 알 수 있다.
  • 3. 용존 산소량 측정 결과
    6곳의 다른 장소에서 각각의 DO를 측정해보았는데 먼저 적정 결과, 종말점에서 가한 0.025N Na2S2O3의 부피는 실험실 개수대에서 3.2ml, 아주대 분수대에서 0.4ml, 위치1에서 1.2ml, 위치2에서 0.3ml, 위치3에서 0.5ml, 위치4에서 3.5ml 의 결과를 얻을 수 있었다. 이를 이용하여 실험실 개수대의 용존 산소량을 구해보면 Na2S2O3의 몰수는 0.025N Na2S2O3가 3.2ml 가해졌으므로 0.025N*3.2ml=0.08mmol, 산소의 몰수는 산소와 Na2S2O3가 1:4의 반응비로 반응하므로 0.02mmol, 산소의 질량은 32g/mol * 0.02mmol = 0.64mg, 용존산소량은 0.64mg/0.2L = 3.2ppm이 나오게 된다. 같은 방법으로 각 장소의 DO를 구해본 결과, 아주대 분수대에서는 0.4ppm, 위치1에서는 1.2ppm, 위치2에서는 0.3ppm, 위치3에서는 0.5ppm, 위치4에서는 3.5ppm 으로 측정되었다.
  • 4. 용존 산소량과 수질
    6곳의 장소에서 DO를 각각 측정한 결과, 위치2에서 DO가 0.3ppm으로 가장 낮게 나왔는데 이는 오염 정도가 가장 크며 유기물의 양이 많아 미생물의 분해 작용이 활발하게 일어나면서 많은 양의 DO를 소비하였기 때문이라고 볼 수 있다. 아주대 분수대, 위치2, 위치3의 용존 산소량은 1ppm 이하로 유기물로 인하여 심하게 오염되어 있으며 물 속의 미생물이 과다 번식하여 용존산소가 부족해짐으로써 어패류가 생존을 위협받는 물이라고 볼 수 있다. 잉어와 같이 부패물을 식용으로 하는 물고기들은 용존산소량 2~3ppm의 물 속에서도 생존할 수 있지만 일반적인 물고기들은 용존산소량 4~5ppm이하가 되면 생존할 수 없다고 한다. 따라서 실험실 개수대와 위치4에서는 악취의 발생은 없으며 잉어와 같이 부패물을 식용으로 하는 물고기들은 생존할 수 있다고 볼 수 있다.
Easy AI와 토픽 톺아보기
  • 1. 용존 산소량 측정
    용존 산소량 측정은 수질 관리에 매우 중요한 지표입니다. 수중 생물의 호흡과 광합성 과정에 따라 용존 산소량이 변화하므로, 이를 정확히 측정하여 수질 상태를 파악할 수 있습니다. 다양한 측정 방법 중 윙클러-아지드화나트륨 변법은 정확성과 재현성이 높아 널리 사용되고 있습니다. 이 방법은 시료에 시약을 첨가하여 발생하는 색 변화를 분광광도계로 측정하는 원리입니다. 측정 결과를 통해 수중 용존 산소 농도를 파악할 수 있으며, 이는 수질 관리와 수생 생태계 보전에 필수적인 정보를 제공합니다.
  • 2. 윙클러-아지드화나트륨 변법
    윙클러-아지드화나트륨 변법은 용존 산소량 측정에 널리 사용되는 표준 방법입니다. 이 방법은 시료에 망간 시약과 아지드화나트륨 시약을 차례로 첨가하여 산화-환원 반응을 일으키고, 생성된 색 변화를 분광광도계로 측정하여 용존 산소량을 계산합니다. 이 방법은 정확성과 재현성이 높으며, 간단한 실험 과정으로 인해 널리 활용되고 있습니다. 다만 시약 첨가 과정에서 주의가 필요하며, 시료 채취와 전처리 단계에서도 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 표준 실험 절차를 엄격히 준수하고 주기적인 검·교정을 통해 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.
  • 3. 용존 산소량 측정 결과
    용존 산소량 측정 결과는 수질 관리와 수생 생태계 보전에 매우 중요한 정보를 제공합니다. 측정 결과를 통해 수중 용존 산소 농도를 파악할 수 있으며, 이는 수중 생물의 호흡과 광합성 활동을 이해하는 데 도움이 됩니다. 또한 수질 기준에 부합하는지 여부를 확인할 수 있어 수질 관리 정책 수립에 활용할 수 있습니다. 측정 결과는 시간과 장소에 따라 변화할 수 있으므로, 지속적인 모니터링이 필요합니다. 이를 통해 수질 변화 추이를 파악하고 수생 생태계의 건강성을 평가할 수 있습니다.
  • 4. 용존 산소량과 수질
    용존 산소량은 수질을 평가하는 핵심 지표 중 하나입니다. 수중 생물의 호흡과 광합성 과정에 따라 용존 산소량이 변화하므로, 이를 측정하면 수질 상태를 간접적으로 파악할 수 있습니다. 일반적으로 용존 산소량이 높을수록 수질이 양호한 것으로 간주됩니다. 그러나 용존 산소량은 수온, 염도, 유기물 농도 등 다양한 요인에 따라 변화하므로, 이를 종합적으로 고려해야 합니다. 또한 용존 산소량 외에도 pH, 탁도, 영양염류 등 다양한 수질 지표를 함께 모니터링하여 수질 상태를 종합적으로 평가해야 합니다. 이를 통해 수생 생태계의 건강성을 보다 정확히 진단하고, 효과적인 수질 관리 방안을 수립할 수 있습니다.
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