KR100764892B1

KR100764892B1 - 염소 핵자기공명 분광기를 이용한 염소이온 정량법

Info

Publication number: KR100764892B1
Application number: KR1020060023221A
Authority: KR
Inventors: 이석근; 임헌성
Original assignee: 한국화학연구원
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-10-09
Also published as: KR20070093269A

Abstract

본 발명은 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온의 정량법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 기준물질인 테트라에틸암모늄 클로라이드(TEAC)를 염소이온의 화학이동 시약인 수소원자가 중수소원자로 치환된 디메칠 술폭사이드(DMSO-D₆) 용매에 용해시켜 동축 이중 튜브(coaxial tube)의 한 쪽 튜브에 투입하고, 염소 농도를 알고 있는 표준물질 또는 분석할 시료를 동축 이중 튜브의 나머지 튜브에 투입하여 측정하는 것을 특징으로 하는 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법에 관한 것이다. 기존의 염소이온 정량법은 매질이 복잡한 시료의 경우 방해물질로 인하여 시간과 정확성에서 많은 문제점을 내포하고 있고, 염소이온 정량에 앞서 시료의 전처리 과정이 필수적이지만, 이러한 전처리 과정 중에서 시료의 오염 및 손실이 발생할 가능성이 농후하나 본 발명의 정량법은 시료의 전처리 없이 염소이온을 용이하게 분석할 수 있으며, 용액 시료내의 매질의 영향을 받지 않고 정확하게 염소이온을 직접 정량 분석할 수 있도록 한다.

염소 핵자기공명 분광기(35Cl-NMR), 테트라에틸암모늄 클로라이드(tetraethylammonium chloride), 중수소원자로 치환된 디메칠 술폭사이드(DMSO-D6)동축 이중 튜브(coaxial tube), 염소이온 정량

Description

염소 핵자기공명 분광기를 이용한 염소이온 정량법{Quantitative method of chloride ion by 35-Chloride Nuclear Magnetic Resonance}

도 1은 동축 이중튜브(coaxial tube)의 단면도이다. (a)는 내측 튜브, (b)는 외측 튜브를 나타낸다.

도 2는 염소이온 농도를 20 ~ 3,000 ㎍/㎖ 사이에서 달리하여 얻은 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 측정한 스펙트럼을 일정 간격으로 겹쳐놓은 도면이다.

도 3은 표준물질의 염소이온 농도를 20 ~ 3,000 ㎍/㎖ 사이에서 달리하여 얻은 염소이온 농도 정량을 위한 검정곡선이다.

도 4는 10% 포름산에 불순물로 포함된 염소이온의 농도를 본 발명의 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.

도 5는 1% 포름산에 불순물로 포함된 염소이온의 농도를 전처리 없이 비교예의 이온크로마토그래피법으로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온의 정량법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 기준물질인 테트라에틸암모늄 클로라이드(TEAC)를 염소이온의 화학이동 시약인 수소원자가 중수소원자로 치환된 디메칠 술폭사이드(DMSO-D₆) 용매에 용해시켜 동축 이중 튜브(coaxial tube)의 한 쪽 튜브에 투입하고, 염소 농도를 알고 있는 표준물질 또는 분석할 시료를 동축 이중 튜브의 나머지 튜브에 투입하여 측정하는 것을 특징으로 하는 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법에 관한 것이다. 기존의 염소이온 정량법은 매질이 복잡한 시료의 경우 방해물질로 인하여 시간과 정확성에서 많은 문제점을 내포하고 있고, 염소이온 정량에 앞서 시료의 전처리 과정이 필수적이지만, 이러한 전처리 과정 중에서 시료의 오염 및 손실이 발생할 가능성이 농후하나 본 발명의 정량법은 시료의 전처리 없이 염소이온을 용이하게 분석할 수 있으며, 특히 용액 시료 내의 매질의 영향을 받지 않고 정확하게 염소이온을 직접 정량 분석할 수 있도록 한다.

일반적으로 모든 분석 이온의 정량분석은 시료 중의 유기물 및 다른 목적하지 않는 방해 이온 등을 제거하여 최대한 표준물질과의 화학적 물리적 상태가 일치하도록 만들어야 하는 시료의 전처리 과정을 반드시 필요로 한다. 시료를 강산 등에 의한 산 분해 또는 고온으로 열분해 등의 전처리를 하여 유기물을 분해한 후 제거하거나 그 외 특정이온을 침전 또는 용매추출 등의 방법으로 제거한 다음, 표준 검량 곡선의 농도 범위로 시료 농도를 조절한 후 특정 분석 방법에 의해 미량 원소의 농도를 정량분석하게 된다. 그러나 이러한 전처리 방법들은 시료 중에 분해되지 않은 유기물 등이 함유되어 있거나 표준물질과 다른 매질(matrix)일 경우, 특히 점도 및 산의 농도 등 물리적 특성 때문에 분석기기에 도입되는 양이 다르며, 또한 기기에 따라 불꽃 속으로 분사(spray) 될 때 입자의 크기 및 균일성이 다르기 때문에 정확한 분석에는 많은 주의가 필요하다. 그리고 매질 중에 불가피하게 포함되어 있는 다른 원소들은 목적 원소의 분석에 화학적, 분광학적 간섭으로 영향을 주기 때문에 정확한 분석은 시간이 많이 소요되거나 불가능한 경우도 있다. 또한 시료 중 매질이 복잡하거나 특정 성분이 다량 함유되어있는 경우, 특히 유기물이 함유되어 있는 경우, 산 또는 염기도가 큰 경우는 직접 분석이 거의 불가능하다. 시료 중의 유기물 등을 분해하기 위해서는 비이커 등 용기에 일정량의 시료를 취한 다음 황산, 과염소산, 질산, 과산화수소 등 강한 산 및 강한 산화제를 첨가하여 전기 열판에서 고온으로 가열하여 유기물 중의 탄소 성분을 이산화탄소로, 수소성분을 물로 분해 제거한다. 이것은 매우 위험한 작업이므로 상당한 주의를 기울여야 하며, 또한 주위 및 첨가하는 시약 등에 의한 오염을 방지하여야 한다. 더욱 효과적이며 활용빈도가 큰 마이크로파 시료 분해장치는 외부로부터의 오염과 손실을 최소화할 수 있고 분해시간도 절약되는 등 많은 장점이 있지만 시료에 함유되어 있는 방해물질은 제거할 수가 없다. 이처럼 세심한 주의를 기울여 전처리를 완료하였다 하더라도 이때 시료에 함유되어 있는 다른 불순물 등의 이온들은 기기 분석할 때 분석 방법에 따라 이온 및 원자의 여기 및 방출에 따른 분석선에 영향을 주므로 정확한 분석에 많은 오차를 일으킬 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

염소이온(Chloride) 및 염소산 이온(Chlorite, Chlorate) 등 염소를 포함하는 여러 가지 음이온을 분석하는 방법으로는 무게법, 모어(Mohr) 및 볼라드(Volhard) 등의 적정법, 분광광도계를 이용한 비색분광법, 전위차등을 이용한 전기화학적방법 등이 사용되고 있다[Handbook of Anion Determination, W. John Williams, 1979, p291~335]. 상기 분석법 중에서 시료의 종류에 따라 적절한 방법을 선택하여 분석을 하여야만 정확한 분석결과를 얻을 수 있으며, 특히 무게법에서는 공침되어 무게를 증가시킬 수 있는 매질이 있는지 매우 주의를 기울여야하며, 적정법에서는 pH 범위를 일정하게 유지하여야 하고, 비색분광법에서는 색을 나타내는 이온들이 공존할 때는 방해효과가 크게 나타나므로 주의하여야한다.

한국 공개특허 제10-2001-58130호는 합금 전기도금강판의 제조 공정 중에 사용되는 시료를 밀봉상태에서 가열하여 완전히 용해한 다음, 염소이온을 분석하기 위하여 이온크로마토그라피를 이용하는 방법에 관한 것이나, 도금시료는 매질의 농도가 진하므로 분석하는데 방해효과가 크고, 분석과정에서 컬럼을 손상시킬 수 있고, 미지의 이온에 따라서 봉우리의 겹침 현상이 일어날 수 있어 정량분석이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한 수용액으로 만들어야하는 전처리 작업이 필요하지 않은 방법 중에서는 X-선 형광분석법을 들 수 있고, 한국 공개특허 제10-1996-24345호에는 질산은 용액 을 점적시켜 놓은 다음, 시료 용액을 여지에 접촉하게 함으로써 시료 중 염소이온과 은이 반응하여 염화은이 형성하게 되고 형광 X-선 법으로 은이온과 염소이온의 X-선 강도를 측정하여 분석하는 방법으로서 은의 화합물은 빛에 불안정하므로 분해되어 염소의 휘발이 가능함으로 분석을 할 때 주의를 기울여야 한다. 이 방법은 사용범위나 활용성에서 많은 장점이 있지만, 방법 특성상 매질효과가 매우 큰 분석방법이므로 시료 중에 함유되어 있는 분석목적 원소 이외의 물질은 분석목적 원소의 X-선 발생에 많은 영향을 미치므로 분석시료의 매질과 표준물질의 매질을 반드시 일치시켜야하는 문제점을 내포하고 있었다.

그리고 핵자기공명을 이용한 분석법은 발명된 이래 지금까지는 주로 물질의 화학적인 구조를 밝히는데 사용되고 있고, 특히 MRI라는 기술로 병원에서 고급 진단용으로 이용되고 있으며, 염소이온의 측정과 관련하여서는 특정 세포조직 내외에서의 염소를 확인하기 위하여 생체내(in vivo) 실험으로 코발트 등을 화학이동 용매로 첨가하여 이와 반응할 수 있는 염소와 그렇지 않은 염소를 화학적 이동을 이용하여 구별하는 연구이거나, 세포조직 내외의 염소이온의 절대적인 정량치보다는 상대적인 비교농도로서 이해하기 위한 핵자기공명 측정법을 이용한 것으로 원소분석 개념 즉, 기존의 미량 원소의 정량분석을 대체할 수단으로의 연구는 수행된 바 없었다. 생체조직 내, 일례로 적혈구에서 음이온을 추적하는 연구에서 염소이온의 염소 핵자기공명 스펙트럼은 감지할 수 없을 정도의 퍼짐현상으로 선폭은 200Hz 이상의 봉우리를 나타내어 확인할 수 없었으며, 외부 조직 내에서도 30 Hz 이상의 선폭을 나타내었다[³¹P and ³⁵Cl Nuclear Magnetic Resonance measurements of anion Transport in Human Erythrocytes, 1985, Vol. 260, 11643].

본 발명은 염소이온 정량의 방해물질을 포함하거나, 염소이온 농도가 극히 낮은 시료로부터 전처리 없이 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온의 정량 방법을 제공한다.

본 발명은 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법으로서 외부 기준물질인 테트라에틸암모늄 클로라이드(TEAC, tetraethylammonium chloride)를 염소이온의 화학이동 시약인 수소원자가 중수소원자로 치환된 디메칠 술폭사이드(DMSO-D_6,dimethyl sulfoxide) 용매에 용해시켜 동축 이중 튜브(coaxial tube)의 한 쪽 튜브에 투입하고, 염소 농도를 알고 있는 표준물질 또는 분석할 시료를 동축 이중 튜브의 나머지 튜브에 투입하여 측정하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

외부 기준물질로는 테트라에틸암모늄 클로라이드(TEAC)를 사용하는 것이 시료 중에 함유되어 있는 분석할 염소이온(Cl^-)과 핵자기공명 스펙트럼 상에서 화학적 이동이 생겨 피크의 크기를 상대적으로 비교하여 면적비를 구할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한 TEAC를 용해시키는 화학이동 용매로는 수소원자가 중수소원자로 치환된 디메칠 술폭사이드(DMSO-D₆)를 사용한다. TEAC는 극성 용매에는 어느 것에나 잘 용해될 수 있으나, DMSO-D₆ 이외의 용매에서는 염소핵종으로부터 발생되는 피크(peak) 퍼짐 현상으로 폭이 넓어 피크를 구별할 수 없게 되는 문제가 있다. 예를 들어 수소원자가 중수소원자로 치환된 물(D₂O)를 화학이동 용매로 사용할 경우에는 TEAC 중의 염소가 해리가 되어 염소이온이 되므로 분석 시료 중의 염소이온과 구별할 수 없어 염소이온의 정량이 불가능해진다.

상기 TEAC 및 DMSO-D₆는 수분이 함유되지 않는 것을 사용하여야 한다. 만일 수분이 존재하면 TEAC 분자내의 염소는 염소이온으로 해리되어 분석할 시료의 염소이온과 같은 위치에서 봉우리를 나타내므로 TEAC 및 DMSO-D₆에서 수분을 실질적으로 거의 제거한 것을 사용하여야하며, 즉 수분함량이 0.01 중량% 미만, 바람직하게는 0.001 중량% 미만인 것을 사용한다.

본 발명에서는 동종 핵종이 함유되어 있는 즉, 시료에 함유되어 있는 핵종(염소)과 같은 핵종을 포함하는 외부 기준물질에서 얻어지는 분석목적 핵종(염소) 피크의 적분 강도 비를 구하여야하므로, 항상 외부 기준물질은 일정한 농도로써 시료에 미치는 영향도 항상 일정하여야 한다. 시료에서 얻어지는 피크의 크기와 외부표준물질로부터 얻어지는 피크의 적분강도비가 중요하기 때문이다. 따라서 항상 동시에 시료와 외부 기준물질로부터 피크를 얻기 위하여 도 1과 같은 동축 이중튜브(coaxial tube)를 사용하는 것이 바람직하다. TEAC를 포함하는 DMSO-D₆는 동축 이중튜브의 어느 한 쪽에 투입하여도 염소이온 정량이 가능하나, 내측 튜브에 취하는 것이 작업상 편리하고, 또한 시료가 채워져 있는 외측 튜브의 반경이 커서 감응 면적이 넓으므로 같은 농도에서도 핵자기공명에 의한 신호가 크기 때문에 좀더 미량 농도의 분석에 유리한 장점이 있다.

본 발명의 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법은 전처리로 인한 시료의 희석과정이 없어지므로 검출한계가 수 ppm 미만으로 낮아질 수 있다. 본 발명의 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법을 미국재료시험협회(American Society for Testing and Materials, ASTM)에서 제시하고 있는 기존의 염소이온 정량법과 비교하면 다음과 같다.

감도가 좋고 가장 활용빈도가 높은 분석법으로 D4327은 물속에서 염소이온을 이온크로마토그래피법으로 정량하는 것으로, 크로마토그램상 염소이온의 검출되는 부근에서 포름산이나 아세트산이 검출되므로 주의를 기울여야 한다고 되어있다. 그러나 이 방법은 매질이 복잡하거나 크로마토그램상에서 미지의 물질이 발견되면 분석결과의 정확성이 결여되는 방법이며, 이 방법의 검출한계는 0.1 ppm이상으로 정해져 있으나 이는 최소 분석용액의 부피가 수십 ㎖ 이상이 필요하므로 본 발명의 염소 핵자기 공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법이 오히려 검출한계가 우수하다고 할 수 있다. 본 발명의 정량법은 분석법은 검출한계가 수 ppm이지만 시료 량이 0.2 ~ 0.3 ㎖ 이상이면 분석이 가능하므로 오히려 더욱 절대적인 양을 기준으로는 미량의 염소이온도 분석이 가능하다.

또한 해수나 간수중의 염소이온 분석법은 크롬산칼륨(K₂CrO₄)을 지시약으로 사용하여 질산은(AgNO₃)으로 적정하는 모어(Mohr)법으로 이는 설파이드, 브로마이드, 아이오다이드, 티오시아네이트, 시아나이드, 포스페이트, 설파이트, 카보네이트, 히드록시드 및 철 등에 방해영향을 받으므로 분석결과에 영향을 미치는 것으로 되어있다. 또한 수산화나트륨, 수산화칼륨 중의 염소이온은 황산제2철암모늄(ferric ammonium sulfate)을 지시약으로 과잉으로 가한 은이온을 암모늄 티오시아네이트(ammonium thiocyanate)로 적정하는 것으로 0.001 g의 이상의 염소이온을 분석할 수 있으며 이는 본 발명에서 분석가능한 수 ㎍/㎖의 약 1000배 이상의 검출한계를 나타낸다.

또한 D2384는 부탄-부텐(butane-butene)의 혼합물중의 염소이온을 분광계측또는 전류측정(amperometric)을 이용한 적정 분석법으로 역시 브로마이드, 설파이드, 암모니아, 담배연기 및 과산화수소 등이 방해요인으로 작용하는 것으로 나타나있고 이의 검출범위는 10~100 ppm 이다.

또한 D3443은 트리클로로트리플루오로에탄(trichlorotrifluoroethane)의 염소이온의 분석법에 대한 것으로 시료 중 염소이온을 물로 추출하여 s-디페닐 카바 존(s-diphenyl carbazone)을 지시약으로 아세트산수은(mercuric acetate) 용액으로 적정하는 것으로 수은 화합물을 사용하므로 매우 주의를 기울여야한다.

이처럼 염소이온의 분석법은 시료의 종류에 따라 많은 분석방법이 있으며 이의 차이가 있어 매우 복잡하며 검출하려는 농도 및 시료의 종류에 따라 분석방법에 맞는 전처리가 필요하다. 또한 검출한계도 수 십, 수 백 ㎍/㎖ 이상이 대부분이나 본 발명에 의한 시료는 필요로 하는 시료의 부피가 수십 ㎕ 이상이면 되므로 수 ㎍ 이상이면 가능하다. 따라서 시료에 따라서 별도의 전처리가 필요하지 않고 직접 시료를 취하여 수 ppm으로부터 수 %까지 분석할 수 있는 본 발명에 의한 염소이온 방법이 가장 효과적인 염소이온의 방법이랄 수 있다.

또한 생체 내 염소이온 측정을 위해 화학이동 용매로 코발트를 사용하는 경우가 있는데 이것은 실험환경이 생체의 독특한 환경에서의 실험이므로 본 발명의 실험조건과는 차이가 있으므로 본 발명이 제시하는 화학분석용으로는 사용할 수가 없다. 코발트와 생체내의 염소는 공유결합을 하기 때문이므로 본 발명과 같은 시험관내(in vitro) 실험에 적용 시 핵자기공명 분광기의 특성상 피크의 퍼짐현상으로 인하여 피크를 확인하기가 불가능하다.

본 발명의 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법은 염소이온만이 특성 봉우리로 나타내므로 특히 분석 시료는 염소계 유기화합물, 유기산, 유기 카보네이트, 고농도의 수산화칼륨 및 수산화나트륨 용액, 고농도 무기 염의 용액, 혈액, 단백질 등의 복잡한 매질이 있는 특정 환자의 땀 및 극소량의 체 액인 경우에도 방해물질의 영향 없이 미량의 염소이온을 정량분석뿐만 아니라 수% 또는 수십% 고농도의 용액도 희석하는 전처리 없이 직접 분석하는 데에 사용될 수 있다. 염소계 유기화합물 합성 시 염산 또는 염화물염 등을 사용하여 염소화를 시킨다. 이때 순수한 화합물 중의 미량의 미 반응 염소이온은 분석이 거의 불가능하고, 만일 화합물이 수분 등에 민감하여 가수분해 등이 일어난다면 더욱 염소이온의 미량 불순물 분석은 불가능하다. 본 발명의 방법 이외의 분석법에서는 전처리 시 수용액을 사용하는 경우가 많으며, 또한 선택적으로 추출을 한다 해도 수용액을 사용할 수 없으므로 비수용액을 사용하면 극성물질을 추출하기도 어렵기 때문이다. 본 발명의 정량법은 유기화합물의 염소와 염소이온은 화학적으로 구별되고 특히 염소이온 만이 특성 봉우리로 나타나므로 염소이온을 선택적으로 분석이 가능하므로 이런 경우 다른 대안 없는 우수한 정량적인 분석법이다.

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

DMSO-D₆ 용매에 수분이 완전히 건조된 TEAC를 가하여 0.05 M 또는 0.1 M 농도로 제조한다. 제조된 용액을 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)의 동축 이중 튜브중 내측 튜브에 투입한 다음 밀봉한다.

외측 튜브에는 검정곡선(calibration curve)용 염소이온을 각각 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000 ppm 농도로 물에 희석한 표준물질로 아래의 실험을 반복하여 검정곡선을 작성한다.

먼저 상기 어느 하나의 농도의 표준용액을 외측 튜브에 투입하고, 상기 TEAC를 포함하는 DMSO-D₆ 용액이 담긴 내측 튜브를 외측 튜브에 삽입하고 축 중심으로 하여 고정시키고 플라스틱 마개로 밀봉을 한다. 도 1과 같이 동축으로 결합된 핵자기 공명 분광기용 튜브를 핵자기 공명 분광기 시료 프로브에 정확하게 위치시키고 핵자기 공명 분광기를 작동시켜 락킹(locking)등 기기 상태를 최적화시킨 다음 핵자기 공명 분광기(Bruker AVANCE-700 spectrometer at 68.61 MHz )로 각 해당 농도의 표준물질의 스펙트럼을 얻는다.

이 때 얻어진 핵자기공명 스펙트럼을 일정간격으로 겹치게 도 2에 나타내었다. 도 2의 오른쪽 위부터 각각 염소이온이 20, 30, 50, 100, 250, 500, 1000, 2000, 3000 ppm인 표준물질의 스펙트럼이다. 본 발명에서 사용한 표준물질에 의한 피크 선폭은 0.01M TEAC/DMSO-D₆의 시스템에서 7Hz 미만을 나타낼 정도로 우수하였다. 상기 스펙트럼의 외부 기준물질 및 표준물질 피크를 적분하고 적분비를 구한 다음, 구해진 표준물질의 적분비로 도3에 도시된 바와 같이 검정곡선을 작성하였고, 검정곡선의 선형상관계수는 0.9997로 아주 우수하였다.

실시예 2

상기 실시예 1의 표준물질 대신에 유기산인 포름산(대정화금, 공업용, 85%) 를 10 %로 희석한 포름산에 불순물로 포함된 염소이온의 핵자기 공명 스펙트럼을 얻었고, 이를 도 4에 나타내었다.

도 3에 도시된 바와 같이 검정곡선의 곡선의 기울기와 절편을 계산하여 상기 시료로부터 얻은 외부 기준물질과 시료 피크의 적분비 값을 계산하여 시료 중에 함유되어있는 염소이온을 함량을 계산한 결과 6 ppm 임을 알 수 있었다.

비교예

상기 실시예 2에서 사용한 유기산인 포름산(대정화금, 공업용, 85%)를 10 %로 희석한 후, 다시 1 % 로 희석하여 시료로 이온크로마토그래피법(ILC)을 이용하여 염소이온 농도를 측정하였다. 사용한 분석 조건은 메트로셉 애니온 듀얼 1 컬럼(Metrosep Anion Dual 1 Column)을 장착한 메트롬 이온 크로마토그래피(Metrohm Ion Chromatography)를 사용하였으며, 이때 2.3mM 탄산수소나트륨(NaHCO₃)/ 2.4mM 탄산나트륨(Na₂CO₃)의 용리액(Eluent)을 분당 0.5 ㎖씩 흘려주면서 분석을 하였다.

도 5에 나타낸 바와 같이 포름산과 같은 유기산 중의 불순물인 염소이온을 측정할 때에는 염소이온의 위치에 강한 피크의 꼬리 끌림 현상이 나타나므로 이런 현상을 최소화하기 위하여 훨씬 더 희석을 하여야하며 또한 미량으로 함유되어 있는 염소이온 분석을 방해하므로 이온크로마토그래피법을 사용할 수 없었다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법은 시료의 전처리 과정 없이 그리고 복잡한 매질의 영향을 받지 않고 염소이온을 정확하게 분석할 수 있는 방법으로서, 분석하려는 시료에 포함된 방해물질을 제거하거나 은폐시키는 과정 또는 시료를 적정 농도로 희석해야 하는 번거로운 공정도 생략할 수 있어 분석 시간도 최소한으로 단축할 수 있을 뿐만 아니라 방해물질에 의한 영향을 받지 않고, 염소이온을 극미량으로 포함한 경우에도 전처리 작업으로 인한 희석이나 오염이 없이 시료 내의 농도를 그대로 분석할 수 있는 장점이 있다. 따라서 반도체산업 등의 고순도 약품 속에 함유되어 있는 미량 불순물의 분석법 중의 하나로서 본 발명의 염소이온 정량법에 대한 기대효과는 매우 크다고 할 것이다.

Claims

외부 기준물질인 테트라에틸암모늄 클로라이드(TEAC, tetraethylammonium chloride)를 염소이온의 화학이동 시약인 수소원자가 중수소원자로 치환된 디메칠 술폭사이드(DMSO-D_6,dimethyl sulfoxide) 용매에 용해시켜 동축 이중 튜브(coaxial tube)의 한 쪽 튜브에 투입하고,

염소 농도를 알고 있는 표준물질 또는 분석 시료를 동축 이중 튜브의 나머지 튜브에 투입하여 측정하는 것을 특징으로 하는 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법.
청구항 1에 있어서,

상기 외부 기준물질을 포함한 화학이동 용매는 동축 이중 튜브의 내측 튜브에 투입하고, 상기 표준물질 또는 분석 시료는 동축 이중 튜브의 외측 튜브에 투입하는 것을 특징으로 하는 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 테트라에틸암모늄 클로라이드(TEAC, tetraethylammonium chloride)는 수분 함량이 0.01 중량% 미만인 것을 특징으로 하는 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 표준물질의 염소이온 농도는 20 ~ 3000 ㎍/㎖인 것을 특징으로 하는 염소 핵자기공명 분광기(³⁵Cl-NMR)를 이용한 염소이온 정량법.