Chemical Oxygen Demand COD KMnO4법

실험 이론 및 원리(1) 대상물질 유기물질의 추정을 목적으로 하는 경우가 많으나 측정치에는 아질산염, 제일철염, 황화물 등의 무기물과 환원성 물질이 포함되는 반면 안정된 유기물은 측정치에 포함되지 않음. 염소이온이 2,000 ㎎/L이하인 시료를 대상으로 하며 그 이상일 때는 알칼리성 실험법을 적용

실험 이론 및 원리(2) 실험원리 시료를 산성으로 하여 과망간산칼륨 일정과량을 넣고 30분간 수욕상에서 중탕가열반응 시킨 다음 소비된 과망간산칼륨량으로부터 이에 상당하는 산소의 양을 측정 유기물의 양 X 반응 후 남은 KMnO4양 (10 - X ) KMnO4 10㎖ 산화제와 반응 후 남은 Na2C2O4 양 : 10-(10-X) = X Na2C2O4 10㎖

실험 이론 및 원리(3) 유기물질의 산화반응 산화제와 환원제의 반응 MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O 산화제와 환원제의 반응 2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 10CO2 + 8H2O 열 촉매 : Ag+

실험 기구 및 시약 실험 기구 시약 COD 시험병 (300 ㎖) 냉각관 (COD 용) Water Bath (100℃) 황산은 (Ag2SO4) : Ag+ 촉매, Cl-제거 0.025N- KMnO4 : 유기물 산화 0.8g (MW 158.02) KMnO4 를 증류수 1,100 mL 에 용해 1-2시간 서서히 끓여서 어두운 곳에 하룻밤 방치 상징액 여과하여 갈색병에 보관 0.025N-Na2C2O4 : 산화반응 후 남은 KMnO4 환원 1∼1.5hr 건조후 방냉, 1.675g(MW 134) 취하여 1L로 한다.

10Cl- + 2MnO4- + 16H+ ⇒ 2Mn2+ + 8H2O + 5Cl2 시료 보존 방법 및 전처리 시료 보존 방법 채취 시료를 즉시 실험할 수 없을 때에는 황산을 넣어 pH2 이하, 4℃로 유지한 상태에서 최대보존기간 28일, 권장보존기간 7일 이내에 실험 실시 전처리 Cl- 존재시 : KMnO4 과량소모 ► COD ↑ 10Cl- + 2MnO4- + 16H+ ⇒ 2Mn2+ + 8H2O + 5Cl2 해결방안 : 황산은 (Ag2SO4) 으로 제거 잔류염소 존재시 : 산화제로 작용 ► 실험의 재현성 불가능 Cl2 + H2O ⇔ HOCl + H+ + Cl- 해결방안 : 황산 첨가(pH 떨어짐) 후 염소가스 형태로 제거

실험방법 시료 적당량을 취한다 (30분 가열후 0.025N- KMnO4 처음 첨가량의 50∼70%가 남도록 시료량을 결정) (시료의 수온을 60∼80℃로 유지) 0.025N-Na2C2O4 10㎖ 증류수 시료량 + 증류수의 총량이 100㎖가 되도록 한다. (BT : 증류수 100 ㎖) 수욕조의 수면이 시료수면보다 높게 하여 30분간 100℃에서 중탕한다. (냉각관 연결) (1+2) 황산 10㎖ 황산은 약 1g (200mg 염소이온/0.9g 황산은) -교반 후 상등수가 맑아질 때까지 넣는다. 0.025N- KMnO410㎖ (소모량 3.5∼5.5 ㎖)

COD 계산 COD(㎎/L) = (a-b) × f × 1000 × 0.2 v a : 시료 적정에 소비된 0.025N- KMnO4 (㎖) b : 바탕시험의 적정에 소비된 0.025N- KMnO4 (㎖) f : 0.025N- KMnO4 역가(factor) V : 시료의 양(㎖) 0.2 : 0.2mg O2 / 0.025N- KMnO4 1㎖ 1N KMnO4 1000㎖ = 16/2 g ⇒ 0.025N KMnO4 1㎖= 8 × 0.025 × 1/1000 = 0.2mg 2 = 5 1당량 O Na2C2O4 KMnO4

KMnO4 소비량과 COD와의 관계

2차 실험시 시료 분취량 결정 구분 30분 중탕후 KMnO4 의 색깔 KMnO4의 역적정량(㎖) 초기분취량과의 비율 분취량 결정후 예상되는 소비량 1 무색 10㎖이상 1/10∼1/5 4∼5㎖ 2 9㎖ 1/5 3 엷은갈색 8㎖ 1/3 4 7㎖ 1/2 5 2㎖ 2배 6 붉은색 1㎖ 5배

시험의 보정(1) 시약의 보정 <실제 ㎖ (X) 구하는 실험> Factor = 이론치 ㎖ = 10 ㎖ 실제 ㎖ - Blank X ㎖ - BT (1+2) 황산 10㎖ 0.025N-Na2C2O4 10㎖ 60∼80℃로 가열 증류수 100㎖를 취한다. 0.025N- KMnO4로 적정한다.

< Blank test값을 구하는 실험 > 시험의 보정(2) 실험의 보정 증류수내 산화되는 미량물질의 잔류, 초자의 오염, 피펫의 오염, 산화제 자체분해 등에서 유발되는 실험상의 오차를 blank test를 통해 실험의 오차를 줄일 수 있다. < Blank test값을 구하는 실험 > (1+2) 황산 10㎖ 0.025N- KMnO410㎖ 30분간 100℃ 에서 중탕 0.025N-Na2C2O4 10㎖ 증류수 100㎖를 취한다. 0.025N- KMnO4로 적정한다.

질의ㆍ답변 적정온도를 60∼80℃로 유지하는 이유 Na2C2O4 을 넣은 후 분홍색이 남아있는 현상 저온에서는 과망간산칼륨의 산화반응 속도가 느려 적정 종말점을 찾기 어려움 Na2C2O4 을 넣은 후 분홍색이 남아있는 현상 정확한 시약량, factor 확인 시료에 잔류염소가 다량 함유되어 있는 경우 원시료의 pH가 높은 경우 ⇒ 황산 첨가하여 중성상태로 만든 후 실험

질의ㆍ답변 BOD와 COD와의 관계 COD > BOD COD < BOD 실험이 간단, 신속 → 동일성질의 하수에 대한 유기물농도의 변화정도, BOD 실험에서의 희석도 결정시 사용됨 공장폐수, 해수 오염도 검사 BOD - 생물에 이용되는 유기탄소에 관한 수치 하천수 오염도 검사 COD > BOD 폐수 내 생화학적 난분해성 유기물질의 양이 많을 경우 (TCOD = SCOD + ICOD, ICOD 다량 함유시) 미생물에 영향을 주는 독성물질이 함유되어 있을 경우 COD < BOD BOD 측정 중에 질산화가 발생했을 경우 COD 측정에 방해되는 물질이 폐수 내에 함유되어 있을 경우