KR0118979B1 - 폴라로그래피 방법을 이용한 아연이온이 존재하는 용액중의 암모늄 이온 분석방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용액에 다량의 아연용액이 존재하는 경우, 용액내의 암모늄이온을 폴라로그래피 방법으로 분석하는 방법에 관한 것이다.

폴라로그래피방법으로 용액내의 암모늄 이온을 분석하는 경우 37% 포름알데히드와 0.4몰 아세테이트 용액을 1 : 1로 혼합하여 지지전해용액을 형성하고 여기에 EDTA(에틸렌디아민테트라인세트산이나 그 염)을 첨가하면 용액내의 아연이 EDTA에 의해 킬레이트화하여 폴라로그램상에서의 아연이온의 간섭띠가 제거되어 암모늄 이온의 정량분석이 가능하게 된다.

상기 EDTA로서는 에틸렌디아민테트라아세트산의 테트라소디움염이 사용가능하며 그 첨가량은 지지전해용액 기준으로 1g/ℓ~10g/ℓ바람직하다.

Description

폴라로그래피 방법을 이용한 아연이온이 존재하는 용액중의 암모늄 이온 분석방법

제1도는 종래의 방법으로 고농도의 아연이온이 존재하는 용액중에서 암모늄이온을 분석한 폴라로그램.

제2도는 폴라로그래피 분석에 사용되는 장치의 블록다이어그램.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 EDTA 첨가시 아연이온이 존재하는 용액중에서 암모늄이온을 분석한 폴라로그램.

본 발명은 폴라로그래피 방법으로 용액에 존재하는 암모늄이온을 분석하는 방법에 관한 것이며, 특히 용액내에 다량의 아연이온이 존재할때의 암모늄이온을 분석하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 폴라로그패프를 이용하여 용액중에 존재하는 암모늄 이온을 분석하는 경우에는 37% 포름알데히드와 0.4몰 아세테이트 완충용액을 1 : 1로 혼합한 용액(이하 '지지전해용액'이라 한다.에 일정량의 분석 용액을 첨가하여 암모늄 이온과 지지전해용액내의 포름알데히드를 반응시켜 헥사메틸렌 테트라민을 형성시킨 후 이를 분석한다.

즉, 반응기에 의해 생성된 헥사메틸렌테트라민은 적하수은 전극에 전기화확적으로 활성이므로 이에 대한 폴라로그램을 얻고 해당 띠의 반파 전위를 보고 정성분석을 할 수 있으며 면적 또는 높이를 이용하여 정량분석을 할 수 있는 것이다(Application Brief, A-3, EG G Princetom Applied Recearch Co. (1976)).

그러나 분석용액내에 아연이온이 암모늄에 비하여 고농도로 존재하는 경우 아연 이온의 간섭으로 암모늄 이온의 분석이 불가능하게 되는 것이다.

제1도는 이같은 종래의 방법으로 아연이온이 고농도로 존재하는 분석용액에서 암모늄 이온을 분석한 폴라로그램이다.

이에 따르면 아연이온은 -1.02V의 위치에서 큰 띠로 나타나고 헥사멜틸렌테트라민(hexamethylenetetramine)은 -0.85V의 위치에 작은 띠로 나타난다.

폴라로그램으로부터 정량분석을 하기 위하여는 띠의 높이 또는 면적을 계산할 수 있어야 하는데 이와같이 분석하고자 하는 암모늄 이온의 띠가 아연이온의 띠에 묻혀서는 분석을 할 수가 없는 것이다.

따라서 이같은 종래의 방법으로는 용액내의 아연이온이 암모늄이온에 비하여 고농도로 존재하는 경우 암모늄 이온의 분석이 불가능한 것이다.

Bell등은 아연이온을 함유한 용액에서 아연이온과 반파 전위가 비슷한 0-클로로벤즈알데히드를 분석시 EDTA를 첨가하여 분석할 수 있다고 보고한 바있으나(H. F. BEll, Proc, AES 4th Plating Electronice Ind. Symp. (1973)), 이 경우 분석대상물질이 유기물질로서 암모늄이온과는 전혀 다른 성질의 것이며 아직까지 아연이온이 다량 존재하는 용액중의 암모늄 이온 분석시 아연이온의 방해를 방지하거나 제거하는 방안은 제시된바 없는 것이다.

이에 본 발명의 목적은 용액내에 다량의 아연이온이 존재하는 경우에도 용액내에 함유된 암모늄이온을 폴라로그래피 방법으로 분석할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 암모늄 이온 분석방법은, 암모늄 이온을 포름알데히드와 반응시켜 생성된 헥시메틸렌테트라아민을 이용하여 폴라로그래피법으로 아연이온이 다량 존재하는 용액중의 암모늄 이온을 분석하는 방법에 있어서, 지지전해용액으로서 0.4를 아세테이트 완충용액에 37% 포름알데히드를 1 : 1로 혼합한 후 EDTA(Ethylenendiaminetetracetic acid 혹은 그 테트라소디움염)를 1g/ℓ~10g/ℓ 첨가하여 아연이온의 간섭을 제거함을 특징으로 한다.

일반적으로 폴라토그래피를 이용하여 시료내의 암모늄이온을 분석하기 위해서는 0.4몰 아세테이트 완충용액을 제조하고 이를 상업적으로 이용가능한 37% 포름알데히드와 1 : 1로 혼합하여 지지전해용액을 제조 한 후, 이 용액에 분석하고자 하는 암모늄이온이 함유된 시료를 일정량 첨가하여 분석시료를 준비하고, 이분석시료에 대하여 제2도에 예시된 분석장치를 이용하여 폴라토그래피 측정방법중의 하나인 미분파(Differential pulse) 전압을 적하수은 전극에 인가하고 이에 따라 발생하고 전류를 측정하여 폴라로그램을 얻는다.

얻어진 폴라로그램 가로축은 전위를 나타내며 세로축은 측정전류를 표시하여 특정전위에서 얻어지는 전류값 변화(띠의 높이 또는 면적)을 측정하여 시료의 정량분석을 하게 된다.

그러나 분석하고자 하는 용액중에 아연이온이 암모늄이온보다 고농도로 존재할 경우 아연이온의 띠에 암모늄이온과 지지전해용액내의 포름알데히드가 반응하여 생성된 헥사메틸렌 테트라민의 띠가 묻혀버리기 때문에 암모늄이온의 분석을 할 수가 없는 것이다.

이에 본 발명에서는 아연이온의 분석방해효과를 제거하기 위하여 종래의 지지전해용액에 EDTA(에틸렌디아민 테트라아세트산 혹은 그 염)을 첨가하는 경우 EDTA성분과 아연성분이 반응하여 아연 킬레이트 화합물을 형성함으로써 폴라로그램상의 아연이온띠가 제거되어 암모늄 이온의 분석을 가능하게 하는 것이다.

첨가되는 EDTA로서 바람직한 것은 에틸렌디아민테트라아세트산의 테트라소디움염이다.

EDTA의 첨가량은 함유된 아연의 량에 따라 달라질 수 있으나 지지용액의 기준으로 1g/ℓ~10g/ℓ범위가 바람직하다.

EDTA의 첨가량이 1g/ℓ이하인 경우 EDTA 첨가효과가 적으며 10g/ℓ 이상인 경우 첨가되는 EDTA가 지지전해 용액내에서 잘 용해되지 않는다.

제3도는 EDTA 첨가량에 따른 아연이온띠의 변화를 보여주는 폴라로그램으로써 EDTA 첨가량을 A는 0g/ℓ B는 4g/ℓ C는 8g/ℓ를 각각 나타낸다. 이에 의하면 본 발명의 EDTA를 첨가하지 않은 A의 경우 아연이온의 방해가 현저한데 반하여 킬레이트제인 EDTA를 첨가한 경우 첨가량이 증가함에 따라 아연이온의 방해가 감소되었음을 알 수 있다.

특히 EDTA를 8g/ℓ로 첨가한 C의 경우 아연이온의 띠는 폴라로그램상에서 없어지고 헥사메틸렌트라민의 띠만 존재하게 되어 암모늄 이온의 정량분석이 쉽게 되는 것이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 및 비교예]

비교예로서는 기존의 지지전해용액으로 0.4몰 아세테이트와 37% 포름알데히드 1 : 1로 혼합하여 제조하였으며, 본 발명예로서는 이와같은 종래의 지지전해용액에 8g/ℓ의 EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산의 테트라 소디움염)을 첨가한 지지전해용액을 사용하였다.

측정시료로서는 암모늄 클로아이드와 칠산아연을 정확하게 무게를 측정하여 각각 메스플라스크에 녹인 3종의 표준용액 시료와 철이온이 함유된 준비용액시료 5종을 준비하였다. 총 8종의 측정시료를 준비된 기존 지지전해용액과 8g/ℓ EDTA가 첨가된 지지전해용액 10mℓ에 각각 10㎕씩 첨가하여 30분 이상 반응이 이루어지도록 밀폐된 상태에서 방치하고 이 용액에 대해 미분파 폴라로그래피(Differential pulse polarography)의 방법으로 얻은 폴라로그램으로부터 암모늄 이온을 정량분석하였다. 폴라로그래피 분석결과의 신뢰성을 확보하기 우하여 각 8종의 측정시료를 이온 크로마토그래피로 재분석하였다. 분석결과를 하기표 1에 기재하였다.

상기 표1에서 보여지는 바와같이 기존의 지지전해용액을 사용하여 폴라로그램을 얻을 경우 아연이온의 방해에 의하여 암모늄이온의 성분 분석이 불가능한 반면 본 발명에서는 암모늄 이온의 분석이 용액 제조치와 잘 일치하는 것을 알 수 있다. 비교예에서 아연이온의 분석치들은 비교적 오차가 크게 나타난다.이것은 암모늄 이온과의 상호 간섭에 의한 것이다. 이온크로마토크래피 분석방법으로 폴라로그래피 분석결과를 재확인한 결과도 철이온이 함유되어 있는 용액 분석결과와도 잘 일치함으로써 본 발명이 금속 이온이 함유된 용액 분석에도 응용될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 암모늄이온을 포름알데히드와 반응시켜 생성된 헥사메틸렌테트라민(hexamenthyleneteramine)을 이용하여 폴라로그래피법으로 아연이온이 다량 존재하는 용액중의 암모늄 이온을 분석하는 방법에 있어서, 0.4몰 아세테이트 완충용액에 37%포름알데히드를 1 : 1로 혼합한 후 EDTA를 첨가하여 지지전해용액을 형성함으로써 용액중에 함유되어 있는 아연이온이 EDTA에 의해 킬레이트화하여 아연이온의 간섭을 제거함을 특징으로 하는 암모늄이온 분석방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 EDTA는 에틸렌디아민테트라아세트산의 테트라소디움염이고, 그 첨가량은 지지용액 기준으로 1.0g/ℓ~10g/ℓ 범위임을 특징으로 하는 방법