페놀 측정

1.페놀의 특성 폐놀의 특성 분류 정 의 성 상 발생원 독 성 기 타 정 의 성 상 무색 또는 약간의 붉은색을 띄는 결정으로 특이한 취기가 있음 융점은 약 41℃, 비점은 181℃ 페놀과 그 유도체인 크레졸 등을 총칭 발생원 살균 및 소독제 제품의 제조원료 ( 의약품, 농약, 합성섬유, 합성수지, 염료, 폭약 등) 피부, 점막 부식성 및 단백질, 세포 원형질 변성 경구흡입시 소화기계 점막의 염증 외에 복통, 구토, 혈압강하 등 급성중독 독 성 클로로페놀류 생성 (페놀함유 상수원수를 정수장에서 염소처리시) 심한 이・취미 발생 (역치 약 1㎍/L) 페놀 자체는 1㎎/L 정도에서 냄새 감지 가능 기 타

1.페놀의 기준 및 측정방법 먹는물 수질기준 : 0.005㎎/L 이하 폐수배출 허용기준 : 5㎎/L 이하 (청정지역은 1㎎/L 이하) 흡광광도법 (4-아미노안티피린법) 측정방법 먹는물 추출법 수질 흡광광도법 (4-아미노안티피린법) 직접법 추출법

1. 시료 채취 및 보존 시료 채취 일반적사항 : 유리병에 조용히 채취하고 마개를 잘 닫아 줌 잔류염소 함유시료 : 잔류염소 1mg에 대하여 아스코르빈산 0.01~0.02g 을 넣어 제거 (일본 상수시험법 참조) : 아스코르빈산 1g/L 첨가 (수질오염공정시험법) 시료의 보관 0~4℃ 이하의 냉암소에 보관 : 수분, 유기물 등 함유성분의 변화 방지 가급적 빠른 시간내에 분석 신속히 시험할 수 없는 경우 : 인산으로 pH 4이하로 조정한 후 황산구리를 시료 1L 당 1g을 가하여 냉암소에 보관

2. 측정원리 (4-아미노안티피린법) 페놀류를 알카리성에서 4-아미노안티피린과 반응, 생성된 황적색의 안티피린 색소의 흡광도를 직접법 510nm, 추출법 460nm에서 측정하는 방법 이 방법에서는 페놀 외에, 치환기가 ortho-, meta- 에 배위된 페놀유도체 도 4-아미노안티피린과 반응, 안티피린 색소 생성 치환기가 para- 에 배위된 페놀유도체는 4-아미노안티피린과 반응이 어려움 즉, 안티피린 색소의 발색은, 치환기의 종류, 위치, 수등에 따라 영향을 받음

3. 기구, 장치 및 4. 시약 기구 및 장치 증류장치 : 1L 의 증류플라스크, 연결관 및 리히비히 냉각관 등 3. 기구, 장치 및 4. 시약 기구 및 장치 증류장치 : 1L 의 증류플라스크, 연결관 및 리히비히 냉각관 등 분액깔대기 : 용량 1000㎖의 유리 재질 광전분광광도계 (UV Spectrophotometer) 사용 시약 및 용액 인산 (1+9), 클로로포름, 아스코르빈산나트륨, 메틸오렌지 지시약(0.1w/v%) 4-아미노안티피린용액 [C11H13N3O](2w/v%) : 4-아미노안티피린 2g을 증류수에 녹여 100㎖로 하여 사용. 사용시 조제 페리시안화칼륨용액 [K3Fe(CN)6] : 페리시안화칼륨 9.8g을 증류수에 녹여 100㎖로 하여 사용. 사용시 조제

4. 시 약 페놀농도측정 마개달린 삼각플라스크 300㎖에 페놀표준원액 50㎖와 증류수 100㎖를 취함 브롬산・브롬화칼륨용액 50㎖ 및 염산 5㎖ 를 넣어 백색침전을 생성 바로 마개를 하여 조용히 흔들어 섞어주고, 10분간 정치 요오드화칼륨(KI) 1g을 넣고, 유리한 요오드를 0.1N 티오황산나트륨 용액으 로 적정 적정액이 담황색으로 되면 전분용액을 2~3㎖ 가하고, 액의 청색이 없어질때 까지 적정을 계속하여 소요된 0.1N 티오황산나트륨용액의 ㎖수(a)를 구함 별도로 증류수 100㎖에 브롬산・브롬화칼륨 용액 25㎖를 가하고 페놀표준원 액과 같이 조작하여 소요된 0.1N 티오황산나트륨용액의 ㎖수(b)를 구함 다음식에 의해 페놀표준원액 1 ㎖중의 페놀의 ㎎양을 산출 페놀 (㎎/㎖) = (2b - a) × f × 1/50 × 1.569

5. 시험조작(수질오염공정시험방법) 전처리 (원리) 시료 중에 산화성물질, 환원성물질, 금속이온, 방향속아민류, 유류, 타르 등의 방해물질과 페놀을 분리 전처리 (방법) 시료 250 mL ← 500mL 증류플라스크 ← 메틸오렌지 (0.1 w/v%) 수 방울 ← 인산(1+9)로 pH조절(황색→적색) ← 황산구리용액 2.5mL 가열증류 (250mL 메스실린더를 수기로 사용) ← 증류액이 225mL 되었을 때 가열 중지             ← 증류플라스크에 증류수 25mL 채워 재증류 총 증류액 250 mL

5-1. 시험조작(수질오염공정시험방법) 분석 (직접법, 페놀 0.05~0.5mg) 시료 또는 전처리시료(100) mL 혼 합 ← 플라스크 또는 비색관 ← 염화암모늄-암모니아 완충액(pH 10.0) 3mL ← 4-아미노안티피린용액(2 w/v%) 2mL ← 페리시안화칼륨시액 2mL 혼 합 방 치 (3분간) 흡광도 측정 (510nm) ※물 100mL 로 바탕시험

5-1. 시험조작(수질오염공정시험방법) 검량선 작성 페놀표준액(0.01mg C6H5OH/mL) 5~50mL를 단계적으로 취하여 물을 넣어 100mL로 하고, 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하여 페놀의 양(a, mg)과 흡광도와의 관계선을 작성 농도 계산 전처리하지 않은 경우 : 페놀(mg/L) = a * 1000/검수 mL 전처리한 경우 : 페놀(mg/L) = a * 증류량(mL)/검수량(mL) * 1000/분취량(mL)

5-1. 시험조작(수질오염공정시험방법) 분석 (추출법, 페놀 0.05mg 이하) 시료 또는 전처리시료(100) mL 혼 합 ← 분액깔대기 ← 염화암모늄-암모니아 완충액(pH 10.0) 3mL ← 4-아미노안티피린용액(2 w/v%) 2mL ← 페리시안화칼륨시액 2mL ← 흔들어 섞고 3분간 방치 혼 합 방 치 (3분) ← 클로로포름 10mL 진 탕 (1분) 정 치 → 수층 버림 클로로포름층 ← 무수황산나트륨 1g 탈 수 흡광도 측정 (460 nm) ※물 100mL 로 바탕시험

5-1. 시험조작(수질오염공정시험방법) 검량선 작성 페놀표준액(0.001mg C6H5OH/mL) 2.5~50mL를 단계적으로 취하여 250mL 분액깔대기에 넣고 물을 넣어 약 100mL로 하고, 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하여 페놀의 양과 흡광도와의 관계선을 작성 주의사항 페놀류의 농도가 5mg/L 이상일 경우 : 시료를 적당량 취하여 물을 넣어 250mL 페놀류의 농도가 0.025mg/L 이하일 경우 : 시료를 500mL취하고 황산구리 용액 5mL를 넣어 증류 (총 500mL)하여 유출액 전량을 시험액으로 시험 이때 시약은 완충액 10mL, 4-아미노안티피린 3mL, 페리시안화칼륨 3mL 주입

※ 추출법 비교(수질 및 먹는물) II. 측정방법 클로로포름10mL ; (15mL) 클로로포름층 흔들어 섞고 정치 수층은 버림 ← 염화암모늄-암모니아 완충액(pH 10.0) 3mL ; (10mL) ← 4-아미노안티피린용액(2 w/v%) 2mL ; (3mL) ← 페리시안화칼륨시액 2mL ; (10mL) ← 흔들어 섞고 3분간 방치 클로로포름10mL ; (15mL) 클로로포름층 흔들어 섞고 정치 수층은 버림 클로로포름층 탈수(무수황산나트륨 1g) ; 여과 클로로포름층 (10mL) 최종 : 클로로포름액 (10mL) 클로로포름액 (25mL)

6. 주의 및 참고사항 시료에 방해물질이 존재하지 않을 경우에는 전처리 조작 생략 가능 시료를 보존방법에 따라 보존하였을 경우에는 시험조작시 황산구리용액 주입 생략 가능 시료 중에 오존, 염소, 브롬 등의 산화성 물질이 공존할 경우 페놀을 분해하므로 황산 제1철 또는 아비산나트륨 적량을 가하여 제거 S-2, SO3-2, SO2, H2S등과 같은 환원성물질은 페놀과 안티피린의 반응을 저해하여 부의 오차를 나타낸다. 이와 같은 물질이 공존할 경우 시료채취 직후 인산을 넣어 pH 4로 하고 황산구리용액을 넣어 제거 안티피린 색소의 정색은 산화성물질, 환원성물질, 금속이온, 방향족아민류, 유분 및 타르류 등의 방해를 받으나 대부분 시료의 전처리(증류조작)에 의하여 제거됨 시료 중에 유분 및 타르류가 공존할 경우에는 시료채취 직후에 수산화나트륨을 적당히 가하여 pH 12~12.5로 조절하고 분액깔대기에 옮긴 다음 사염화탄소로 추출하여 제거 수층은 수욕 상에서 가열하여 잔류 사염화탄소를 완전히 제거한 다음 증류 안티피린 색소의 정색은 pH 9.8~10.2에서 최고를 나타냄  pH 10.2 이상에서는 급격히 발색강도가 저하하고 pH 9.8 이하에서는 서서히 저하함

6. 주의 및 참고사항(계속) 이 방법은 방향족 탄화수소의 벤젠핵, 나프타진핵에 수산기가 치환된 페놀류 및 o -, m – 위치에 배위된 페놀 유도체도 4 - 아미노 안티피린과 반응하여 안티피린 색소를 생성 p - 위치에 배위된 페놀 유도체는 반응이 어려움 따라서, 안티피린 색소의 발색강도는 치환기의 종류 및 배위위치등에 따라 영향을 받음 대체적으로 o -, m -, p - 순서 및 치환기의 수가 증가함에 따라 점차 감소 페놀류의 종류에 따른 안티피린 색소의 발색 강도는 아래를 참조. (표의 숫자는 페놀의 발색강도를 100으로 할 경우의 상대적인 발색강도를 나타낸 것임) o-Cresol (86), m-Cresol(76), p-Cresol(2), o-Chloro phenol(86), m-Chloro phenol(63), p-Chloro phenol(45) o-Amino phenol(40), m-Amino phenol(38) 2,3-Dichloro phenol (25), 2,4-Dichloro phenol(23), 2,5-Dichloro phenol(19)