KR101346660B1 - 칼륨이온 농도 검출 방법 및 검출 키트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 칼륨이온(K+, Potassium ion)농도 검출방법 및 검출키트에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 측정하고자 하는 칼륨 또는 칼륨이온(K+, Potassium)를 함유한 시료에 칼륨측정조성물과 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트 분말(Sodium Tetraphenylborate Powder)을 이용하여 칼슘이온(K+, Potassium)농도를 검출하는 방법 및 검출 키트에 관한 것이다.
본 발명은 칼륨이온 농도 검출에 사용하는 시약에 있어, 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 혼합한 칼륨측정조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 포함하여 혼합한 칼륨측정조성물 및 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 포함하여 구성한 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
또한 상기의 칼륨측정 조성물 중 알코올은 1가 알코올, 2가 알코올, 1차 알코올 또는 2차 알코올 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
알데히드는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드, 부필알데히드 등의 지방족 포화 알데히드, 아크롤레인, 크로돈알데히드 등의 지방족 불포화 알데히드, 벤즈알데히드, 신님알데히드 등의 방향족 알데히드 또는 푸르푸랄 등과 같은 헤테로고리식 알데히드를 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
킬레이트 화합물은 킬레이트제인 에틸렌 글리콜 테트라아세틱 애시드(EGTA), 에틸렌디아민, 옥신, o-페난트로린, 발리노마이신, 볼레오마이신, 퓨라 2(Fura 2), 에쿼린, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 프러시안 블루(Prussian Blue), 구연산, 펩티드, 단쇄 아미노산을 포함한 아미노산, 아미노폴리카르복시산, 글루코닌산, 글루코헵톤산, 올가노포스포네이트, 파미드로네이트와 같은 비스포스포네이트, 무기 폴리포스페이트 등이 금속이온과 결합된 화합물인 것을 사용하는 것에 특징이 있는 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
또한 상기의 칼륨측정조성물을 시료에 혼합하여 혼화하는 과정, 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 넣어 탁도를 형성하는 과정, 상기의 탁도가 형성된 시료를 흡광광도 또는 비색표 대비를 통하여 칼륨이온 농도를 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명은 칼륨이온 농도 검출에 사용하는 시약에 있어, 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 혼합한 칼륨측정조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 포함하여 혼합한 칼륨측정조성물 및 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 포함하여 구성한 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
또한 상기의 칼륨측정 조성물 중 알코올은 1가 알코올, 2가 알코올, 1차 알코올 또는 2차 알코올 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
알데히드는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드, 부필알데히드 등의 지방족 포화 알데히드, 아크롤레인, 크로돈알데히드 등의 지방족 불포화 알데히드, 벤즈알데히드, 신님알데히드 등의 방향족 알데히드 또는 푸르푸랄 등과 같은 헤테로고리식 알데히드를 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
킬레이트 화합물은 킬레이트제인 에틸렌 글리콜 테트라아세틱 애시드(EGTA), 에틸렌디아민, 옥신, o-페난트로린, 발리노마이신, 볼레오마이신, 퓨라 2(Fura 2), 에쿼린, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 프러시안 블루(Prussian Blue), 구연산, 펩티드, 단쇄 아미노산을 포함한 아미노산, 아미노폴리카르복시산, 글루코닌산, 글루코헵톤산, 올가노포스포네이트, 파미드로네이트와 같은 비스포스포네이트, 무기 폴리포스페이트 등이 금속이온과 결합된 화합물인 것을 사용하는 것에 특징이 있는 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
또한 상기의 칼륨측정조성물을 시료에 혼합하여 혼화하는 과정, 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 넣어 탁도를 형성하는 과정, 상기의 탁도가 형성된 시료를 흡광광도 또는 비색표 대비를 통하여 칼륨이온 농도를 측정하는 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 칼륨이온(K+, Potassium ion)농도 검출방법 및 검출키트에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 측정하고자 하는 칼륨 또는 칼륨이온(K+, Potassium)을 함유한 시료에 칼륨측정조성물과 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트 분말(Sodium Tetraphenylborate Powder)을 이용하여 칼륨이온(K+, Potassium)농도를 검출하는 방법 및 검출 키트에 관한 것이다.
최근 들어 하천수, 호수, 폐수 중에 포함된 칼륨, 질소, 인 등의 오염원에 대한 환경규제가 점점 강화됨에 따라 방류수 또는 하천수에 대하여 여러 형태의 수질측정이 행하여 지고 있다. 이러한 수질측정 시 요구되는 특성으로는 정밀성과 재현성을 보장해야 하는 기본적인 요구사항 이외에 신속하고 편리해야 하며, 환경친화적이어야 하고 경제성을 갖추어야 한다.
통상적으로 시료 중의 칼륨이온 농도를 검출하는 방법으로는 이온전극법을 사용한다.
이온전극법은 시료 중의 분석대상 이온의 농도(이온활량)에 감응하여 비교전극과 이온전극간에 나타나는 전위차를 이용하여 목적 이온의 농도를 정량하는 방법으로서 시료중 음이온(Cl-, F-, NO2 -, NO3 -, CN-) 및 양이온(NH4 +, 중금속 이온 등)의 분석에 이용된다.
이온전극법에서 이온전극은 [ 이온전극 | 측정용액 | 비교전극 ]의 측정계에서 측정대상 이온에 감응하여 네른스트 식에 따라 이온활량에 비례하는 전위차를 나타낸다.
E = E0 + [
] log a (1)
E : 측정용액에서 이온전극과 비교전극간에 생기는 전위차(mV)
E0 : 표준전위(mV)
R : 기체상수(8.314 J/oK, mol)
T : 온도(절대온도)
T : 온도(절대온도)
zF : 이온전극에 대하여 전위의 발생에 관계하는 전자수(이온가)
F : 페러데이(Faraday) 상수(96480C)
a : 이온활량 (mol/l)
또한 이온활량은 활량계수(γ)와 이온농도(C)간에 다음과 같은 관계가 있다.
a = γ C
그러므로 네른스트 식은 이온농도(C)와 다음과 같은 식으로 표시할 수 있다.
E = E0 + [
] log r c
E = E0 + [
] log γ + [
] log C
따라서 활량계수(γ)를 알고 있으면 전위측정에 의하여 직접이온 농도의 측정이 가능하다.
여기에서, E = E0 + [
] log γ를 일정한 값이라고 하면
E = E0 + [
] log C가 된다.
측정용액 중의 총이온강도가 일정할 때는 활량계수도 일정하게 된다. 그러므로 표준액을 사용하여 이온농도의 전위차와의 관계를 구하고 미지시료 용액의 전위차를 측정하여 대상이온의 농도를 구할 수 있다.
이온전극법에 사용하는 장치의 기본구성은 도 1과 같이 전위차계, 이온전극, 비교전극, 시료용기 및 자석교반기로 되어 있다.
상기 전위차계는 이온전극과 비교전극간에 발생하는 전위차를 mV 단위까지 읽을 수 있고 고압력저항(1012Ω 이상)의 전위차계로서 pH-mV계, 이온전극용 전위차계 또는 이온농도계 등을 사용한다.
상기 이온전극은 분석대상 이온에 대한 고도의 선택성이 있고 이온농도에 비례하여 전위를 발생할 수 있는 전극으로서 그 감응막의 구성에 따라 표 1과 같이 분류된다. 각 이온전극의 구조는 도 2와 같다.
| 전극의 종류 | 측 정 이 온 | 감 응 막 의 조 성 |
| 유리막 전극 | Na+ | |
| K+ | 산화알루미늄 첨가 유리 | |
| NH4 + | ||
| 고체막 전극 | F- | LaF3 |
| Cl- | AgCl + 황화은, AgCl | |
| CN- | AgI + 황화은, 황화은, AgI | |
| Pb2 + | PbS + 황화은 | |
| Cd2 + | Cds + 황화은 | |
| Cu2 + | CuS + 황화은 | |
| NO3 - | Ni- 베소페난트로닌 / NO3 - | |
| Cl- | 디메틸디스테아릴 암모늄 / Cl- | |
| NH4 + | 노낙틴 / 모낙틴 / NH4 + | |
| 격막형 전극 | NH4 + | pH 감응유리 |
| NO2 - | pH 감응유리 | |
| CN- | 황화은 |
상기 비교전극은 이온전극과 조합하여 이온농도에 대응하는 전위차를 나타낼 수 있는 것으로서 표준전위가 안정된 전극이 필요하다. 일반적으로 내부전극으로서 염화제일수은전극(칼로멜전극) 또는 은-염화은전극이 많이 사용된다
상기 자석교반기는 회전에 의하여 열이 발생하여 액온에 변화가 일어나서는 안되며, 회전속도가 일정하게 유지될 수 있는 것이어야 한다.
종래의 칼륨 측정방법인 이온전극법의 특성은 다음과 같다.
이온농도의 측정범위는 일반적으로 10-1mol/ℓ～10-4mol/ℓ(또는 10-7mol/ℓ)이다.
이온의 활량계수는 이온강도의 영향을 받아 변동되기 때문에 용액중의 이온강도를 일정하게 유지해야 할 필요가 있다. 따라서 분석대상 이온과 반응하지 않고 전극전위에 영향을 일으키지 않는 염류를 이온강도 조절용 완충액으로 첨가하여 시험한다.
이온전극의 종류나 구조에 따라서 사용가능한 pH의 범위가 있기 때문에 주의하여야 한다.
측정용액의 온도가 10℃ 상승하면 전위기울기는 1가 이온이 약 2mV, 2가 이온이 약 1mV 변화한다. 그러므로 검량선 작성시의 표준액의 온도와 시료용액의 온도는 항상 같아야 한다.
시료용액의 교반은 이온전극의 전극범위, 응답속도, 정량한계값에 영향을 나타낸다. 그러므로 측정에 방해되지 않는 범위 내에서 세게 일정한 속도로 교반해야 한다.
이온 전극법에 의한 측정방법은 다음과 같다.
시료중에 방해이온이 존재할 경우에는 적당한 방법으로 제거하거나 pH 및 이온강도를 조절하여 시료용액으로 한다.
먼저 각각 농도가 다른 표준액을 단계적으로 조제하여 이온강도조절용액을 첨가하고 적당량의 비커에 옮긴다.
이온전극과 비교전극을 물로 깨끗이 씻은 후 수분을 제거하고 전위차계에 연결한다. 이온전극과 비교전극을 표준액이 담긴 비커에 침적시키고 교반하면서 전위를 측정하여 안정될 때의 값을 읽는다. 같은 방법으로 낮은 농도부터 높은 농도의 순서로 표준액의 전위차를 측정하고 편대수그래프지(semilog 그래프지)의 대수축에 표준액의 농도를, 균등축에 전위차를 플로트하여 검량선을 적정한다. 다음에 준비된 시료에 대하여 같은 방법으로 전위차를 측정하고 작성된 검량선으로부터 이온농도(㎎/ℓ)를 산출한다.
상기한 이온 전극법에 의한 칼륨 이온 농도 측정방법은 상기한 바와 같이 장치가 복잡하고 측정하는 방법도 매우 불편한 단점이 있다.
또한 각 이온에 대한 감응막이 개별적으로 사용되고 있어 측정할 이온 농도에 대한 감응막을 교체하여야 하는 불편함이 산재하고 있다.
또한 각 이온에 대한 각각의 전극이 필요하여 다른 이온을 측정하고자 할 경우 전극을 교체하여야 하는 문제점도 발생한다.
더불어 양이온인 칼륨 이온을 측정할 경우 다른 종류의 양이온또는 음이온들이 존재하는 경우 간섭을 심하게 받는 문제점이 있어 부정확한 측정이 발생할 가능성도 높은 단점이 있다.
또한 이온의 활량계수가 이온강도의 영향을 받아 변동되기 때문에 이온강도를 일정하게 유지할 이온강도 조절용 완충액을 첨가해야 하는 불편함도 있다.
또한 전극은 PH의 영향을 많이 받으므로 PH를 적정히 조절해야하는 단점도 있다.
또한 이온전극은 온도에도 영향을 받으므로 시료의 온도를 적절히 조절해야 하는 문제점도 있다.
또한 시료용액의 교반을 필요로 하고 있으며 시료용액의 교반은 이온전극의 전극범위, 응답속도, 정량한계값에 영향을 나타낸다. 따라서 측정에 방해되지 않는 범위 내에서 세게 일정한 속도로 교반해야 하는 단점도 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 이온 전극법에 의한 문제점을 일거에 해결하는 칼륨이온 검출 방법 및 그 검출키트를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여,
칼륨이온 농도 검출에 사용하는 시약에 있어, 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 혼합한 칼륨측정조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 포함하여 혼합한 칼륨측정조성물 및 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 포함하여 구성한 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
또한 상기의 칼륨측정 조성물 중 알코올은 1가 알코올, 2가 알코올, 1차 알코올 또는 2차 알코올 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
알데히드는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드, 부필알데히드 등의 지방족 포화 알데히드, 아크롤레인, 크로돈알데히드 등의 지방족 불포화 알데히드, 벤즈알데히드, 신님알데히드 등의 방향족 알데히드 또는 푸르푸랄 등과 같은 헤테로고리식 알데히드를 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
킬레이트 화합물은 킬레이트제인 에틸렌 글리콜 테트라아세틱 애시드(EGTA), 에틸렌디아민, 옥신, o-페난트로린, 발리노마이신, 볼레오마이신, 퓨라 2(Fura 2), 에쿼린, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 프러시안 블루(Prussian Blue), 구연산, 펩티드, 단쇄 아미노산을 포함한 아미노산, 아미노폴리카르복시산, 글루코닌산, 글루코헵톤산, 올가노포스포네이트, 파미드로네이트와 같은 비스포스포네이트, 무기 폴리포스페이트 등이 금속이온과 결합된 화합물인 것을 사용하는 것에 특징이 있는 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
또한 상기의 칼륨측정조성물을 시료에 혼합하여 혼화하는 과정, 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 넣어 탁도를 형성하는 과정, 상기의 탁도가 형성된 시료를 흡광광도 또는 비색표 대비를 통하여 칼륨이온 농도를 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 칼륨측정 조성물 및 탁도형성제를 이용한 칼륨이온 농도 측정키트를 사용하여 칼륨 또는 칼륨 이온 농도를 측정하는 경우,
종래의 이온전극법에 의한 칼륨이온 농도를 측정하는 방법에 따른 문제점인 구조의 복잡함을 해소하고, 다른 이온에 의한 간섭의 영향을 현저히 줄이는 효과가 있다.
또한 본 발명은 종래의 이온전극법에 의한 칼륨 이온 농도 측정법에 비하여 더욱 정확한 측정을 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 종래기술의 문제점인 PH에 의한 영향을 받지 않는다는 효과가 있다.
또한 본 발명은 종래기술의 문제점인 온도에 의한 영향을 거의 받지 않는다는 효과가 나타난다.
또한 본 발명에 따른 칼륨측정 조성물 및 탁도형성제를 이용하는 경우 탁도유발 및 발색시약의 반응시간을 획기적으로 단축해주는 효과가 있어 측정시간을 현저히 줄이는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이온전극법 장치 구성도.
도 2는 종래의 이온전극법에서 전극의 종류와 구조.
도 3은 본 발명에 따른 칼륨이온 검출 키트를 이용한 흡광광도 방법에서 칼륨 이온을 함유하는 표준액을 정량한 검정선.
도 2는 종래의 이온전극법에서 전극의 종류와 구조.
도 3은 본 발명에 따른 칼륨이온 검출 키트를 이용한 흡광광도 방법에서 칼륨 이온을 함유하는 표준액을 정량한 검정선.
본 발명은 칼륨 이온(K+, Potassium ion) 농도를 검출하기 위한 방법으로 흡광광도법 또는 비색표 대조법을 이용하며, 칼륨(K, Potassium)이 포함된 시료에 칼륨이온을 생성시키기 위한 칼륨측정조성물을 첨가하여 혼화시키고, 칼륨 이온과 탁도형성제와 만나 발색 및 탁도를 생성하며, 이 발색의 정도 또는 탁도의 정도를 측정하는 방법을 채용한다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같이 칼륨이온을 측정하기 위한 칼륨측정조성물을 제공하며 이를 포함하는 칼륨이온 검출 키트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 바와 같이 칼륨이온을 측정하기 위한 탁도형성제를 제공하며 이를 포함하는 칼륨이온 검출 키트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 칼륨측정 조성물과 탁도형성제를 포함하는 칼륨이온 검출 키트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 칼륨측정 조성물과 탁도형성제를 이용하여 칼륨이온 농도를 측정하는 방법인 칼륨이온 농도 검출방법을 제공한다.
이하 본 발명에 의한 칼륨측정 조성물, 탁도형성제 및 이를 이용한 칼륨이온 검출방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 칼륨성분, 즉 칼륨을 포함한 유기물, 칼륨 화합물(compound), 칼륨이온 등을 포함한 시료에 칼륨측정 조성물을 투입한다.
본 발명의 칼륨측정 조성물은 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 혼합한 조성물을 의미한다.
따라서 본 발명의 칼륨측정 조성물은 칼륨, 칼륨 이온 또는 총 칼륨의 농도를 측정하기 위하여 사용하는 시약의 개념을 포함하는 의미로 사용된다.
본 발명의 칼륨측정 조성물은 알코올 100중량부에 증류수 200~600중량부, 알데히드 200~600중량부, 킬레이트 화합물 50~150중량부 혼합한 것이 최적의 효과를 자랑한다.
본 발명의 칼륨측정 조성물 중 알코올은 1가 또는 2가의 알코올 등 그 어떤 것도 사용할 수 있으며, 1차 알코올 또는 2차 알코올 등 그 어떤 것도 사용이 가능하다.
본 발명은 상기한 알코올 종류 중 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 알코올 중 메틸알코올이 본 발명에서 칼륨을 측정하는 조성물에 혼합되는 경우 칼륨이온 측정시 가장 감도가 좋을 뿐만 아니라 정확성이 높고 효율이 좋은 것을 알았다. 이와 같은 이유는 메틸알코올이 칼륨을 포함한 유기물, 칼륨 화합물(compound) 등의 칼륨 성분을 칼륨 이온으로 산화시키는 능력이 매우 높은 것에 기인하는 것으로 보인다.
증류수는 통상의 증류수를 사용할 수 있으며 바람직하게는 미네랄이 거의 완전히 제거된 증류수(demineralized water)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 알데히드(aldehyde)는 알데하이드기 －CHO를 가진 화합물을 의미한다. 따라서 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드, 부필알데히드 등의 지방족 포화 알데히드, 아크롤레인, 크로돈알데히드 등의 지방족 불포화 알데히드, 벤즈알데히드, 신님알데히드 등의 방향족 알데히드 또는 푸르푸랄 등과 같은 헤테로고리식 알데히드를 사용할 수 있다.
본 발명은 상기한 알데히드를 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 수용성이 매우 좋으며 칼륨이온 측정시 가장 감도가 좋을 뿐만 아니라 정확성이 높고 효율이 좋은 포름알데히드를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 포름알데히드를 사용하는 경우 칼륨 이온 측정시 정확성이 높은 이유는 높은 수용성 및 칼륨을 포함한 유기물, 칼륨 화합물(compound) 등의 칼륨 성분을 칼륨 이온으로 산화시키는 능력이 매우 높은 것에 기인하는 것으로 보인다.
본 발명에서 킬레이트 화합물은 킬레이트제에 금속이온이 결합된 화합물을 총칭하는 개념이다.
킬레이트제는 금속이온에 배위하여 안정된 킬레이트화합물을 형성하는 다좌(多座)배위자의 이온이나 분자를 의미한다.
킬레이트제는 에틸렌 글리콜 테트라아세틱 애시드(EGTA), 에틸렌디아민, 옥신, o-페난트로린, 발리노마이신, 볼레오마이신, 퓨라 2(Fura 2), 에쿼린 등을 사용할 수 있고, 또한 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 프러시안 블루(Prussian Blue), 구연산, 펩티드, 단쇄 아미노산을 포함한 아미노산, 아미노폴리카르복시산, 글루코닌산, 글루코헵톤산, 올가노포스포네이트, 파미드로네이트와 같은 비스포스포네이트, 무기 폴리포스페이트 등을 사용할 수 있으며 이 킬레이트제와 금속이온이 결합된 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명은 상기한 킬레이트 화합물을 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 본 발명에서는 에틸렌디아민테트라아세틱 테트라소디움 솔트(EDTA(Ethylenediaminetetraacetic) Tetrasodium Salt)를 사용하는 것이 좋다.
에틸렌디아민테트라아세틱 테트라소디움 솔트(EDTA(Ethylenediaminetetraacetic) Tetrasodium Salt)는 물에 녹는 능력인 수용성이 현저히 높을 뿐만 아니라 칼륨 이온 측정시 정확성과 감도를 현저히 높이는 작용을 하기 때문이다.
본 발명은 상기한 칼륨 측정 조성물을 칼륨이 포함된 시료에 혼합하여 혼화시킨다. 혼화시간은 5~60초 정도로 매우 짧은 시간이어도 충분하다.
또한 상기한 탁도형성제를 투입하고 약 5~100초를 혼화시킨다.
본 발명에서 탁도형성제는 상기한 칼륨 측정 조성물이 시료와 혼합하여 혼화되는(반응되는) 과정에서 칼륨이온이 생성되는데 이 칼륨이온(이미 칼륨이온으로 존재하는 것을 포함할 수 있다)과 결합하여 발색 및 탁도를 유발시키는 물질의 총체를 의미한다.
따라서 본 발명의 탁도형성제는 칼륨, 칼륨 이온 또는 총 칼륨을 측정하기 위하여 사용되는 시약의 의미를 포함하는 개념으로 사용한다.
본 발명에서 탁도형성제는 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate) 분말을 사용한다.
탁도형성제는 상기한 바와 같이 시료와 칼륨 측정 조성물과 혼화된 용액에 투여하는 경우 탁도를 유발하게 된다.
탁도가 유발되는 현상은 우윳빛으로 이루어지며 이와 같은 탁도 유발의 정도는 시료에 포함된 칼륨의 양에 따라 다르게 나타나게 된다.
따라서 상기한 탁도형성제에 의하여 유발된 시료의 탁도의 정도를 흡광광도 또는 비색표 대조를 이용하여 시료의 칼륨 이온의 농도를 산출할 수 있는 것이다.
따라서 본 발명은 시료에 상기한 칼륨 측정 조성물을 혼합하여 혼화하는 과정을 수행한다.
그리고 상기 혼화된 시료에 탁도형성제를 투입하여 탁도를 유발시키는 과정을 수행한다.
상기 탁도가 유발된 시료를 여러 가지 농도의 표준액에 대한 대조액을 만들어 이에 대한 검량선 또는 기준치를 만들고, 시료액에 대한 흡광도를 측정하여 칼륨이온 농도를 검출하는 과정을 수행한다.
또는 상기한 표준액에 대한 대조액의 기준치와 시료액의 색을 비교하여 칼륨이온농도를 검출하는 비색 대비표 등의 방법을 수행한다.
상기의 과정을 통하여 칼륨이온농도를 검출하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 사용하는 흡광광도법은 시료 용액 중의 목적 성분을 적당한 시약으로 광흡수 물질로 변화시켜 특정 파장에서 광흡수 정도를 측정하여 목적 성분의 농도를 구하는 통상의 방법을 의미한다.
본 발명의 흡광광도법은 람버트 비어 법칙을 적용하여 목적 성분의 농도를 구하는 것으로 통상의 흡광광도 분석장치는 통상 광원부, 파장선택부, 시료부, 측광부 등으로 이루어져 있다.
흡광광도법에서 농도를 측정하는 방법으로는 색의 발색정도를 이용하는 비색법, 시료 용액의 현탁정도를 이용하는 비탁법 등이 있다. 흡광광도법은 시료액에 대응하는 대조액을 만들어 흡광도를 측정하고 이에 따라 검량선을 작성한 후 시료액의 흡광광도를 측정하여 상기 검량선과 비교하여 농도를 측정하게 된다.
본 발명에서는 상기 비색법, 비탁법 모두 다 사용 가능하며 비탁법에 의한 시료의 흐림의 정도를 비교하여 분석하는 것이 감도가 좋을 수가 있다.
또한 비색표 대조법은 상기한 바와 같이 목적하는 성분을 여러 가지 농도에 따라 표준액을 만들고 이 표준액에 대한 기준 비색표를 설정하고, 상기한 칼륨측정조성물을 시료에 혼합하여 혼화시킨 후 다시 탁도형성제를 투입하여 나온 발색정도를 상기 기준 비색표와 비교하여 시료액의 농도를 측정하는 것을 의미한다.
또한 본 발명은 상기와 같은 방법인 흡광광도 측정방법 또는 비색표 대비측정 방법에 사용되는 칼륨이온 검출 키트를 제공하게 된다.
이하 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 다만 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 내용을 제한하거나 권리범위를 축소하는 것은 아니다.
<실시예>
1. 칼륨측정 조성물 제조
[시약1]
메틸알코올(Methyl Alcohol) 100g
CAS No .: 67-56-1
[시약2]
증류수(Demineralized Water) 400g
CAS No .: 7732-18-5
[시약3]
포름알데하이드(Formaldehyde) 400g
CAS No .: 50-00-0
[시약4]
에틸렌디아민테트라아세틱 테트라소디움 솔트(EDTA Tetrasodium Salt) 100g
CAS No .: 64-02-8
을 상기의 중량으로 혼합하여 칼륨측정조성물을 제조하였다.
2. 탁도형성제 제조
쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate) 분말 100g
CAS No .: 143-66-8
을 상기의 중량으로 하여 탁도형성제를 제조하였다.
3. 칼륨이온 농도 측정 키트
상기한 칼륨측정 조성물 및 탁도형성제를 포함하고 다른 수질분석항목에 대한 시약을 포함하여 구비하는 칼륨이온 농도 측정이 가능한 수질측정 분석키트를 제공한다.
또한 상기한 칼륨측정 조성물 및 탁도형성제를 포함하고 다른 수질분석항목에 대한 시약을 포함하여 수질측정이 가능한 흡광광도기 또는 비색표 대조기 등으로 구성한 칼륨이온 농도 검출 키트를 제공한다.
4. 칼륨이온 농도 측정방법
칼륨이온(K+, Potassium)이 포함된 시료 25ml를 취한다
이 시료에 상기한 칼륨측정조성물 1ml를 넣고 약 10초간 혼화한다.
이렇게 혼화된 용액에 탁도형성제 쏘디움 테트라페닐보레이트 분말(Sodium Tetraphenylborate Powder) 1g을 넣고 30초간 혼화시켜 탁도를 유발시킨다.
상기한 바와 같이 탁도가 유발된 시료를 흡광광도기를 이용하여 칼륨이온 농도를 측정한다.
흡광광도기 사용시 사용된 측정파장은 65nm이고, 측정용기는 직경 1inch 원형 유리병을 사용하였다.
표준액에 대한 대조액 검량선은 도 1에 나타난 바와 같다.
또는 표준액에 대한 비색표를 만들어 상기한 탁도가 유발된 시료에 대한 발색정도를 비교하여 칼슘이온(K+, Potassium)의 농도를 산출한다.
본 발명은 아래의 표 2에서 보는 바와 같이 이온의 간섭의 영향을 배제할 수 있는 한계치를 나타내고 있다.
따라서 본 발명에 따른 칼륨이온 농도를 측정하기 위한 검출 키트를 이용하는 경우 시료 중에 포함된 다른 종류의 이온에 의한 간섭의 영향을 현저히 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
| 방해물질 | 한계치(mg/l) |
| 칼슘(Calcium) | 100 mg/l |
| 염화물(Chloride) | 500mg/l |
| 철이온(Ferric ion) | 전범위(All levels) |
| 질산염(Nitrate) | 전범위(All levels) |
| 납이온(Lead ion) | 전범위(All levels) |
| 수은이온(Mercurous ion) | 전범위(All levels) |
| 강산화/환원 물질 | 전범위(All levels) |
본 발명에 의한 칼륨이온 농도 검출 방법 및 검출 키트는 수질환경기본법과 관련된 정수 및 하폐수처리사업, 공해방지업, 교육사업 등에 널리 사용가능하다.
또한 본 발명은 공해방지모니터링업, 국가 및 지방정부의 환경정책관련업 등에 널리 이용가능하다.
이와 더불어, 수질분석약품사업, 수질분석약품제조업, 환경감리업, 환경모델링업, 환경영향평가업 및 교육용 자료 제공업 등에 매우 유용한 발명이다.
Claims (5)
- 칼륨이온 농도 검출에 사용하는 시약에 있어, 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 혼합한 칼륨측정 조성물.
- 알코올(alcohol), 증류수(demineralized water), 알데히드(aldehyde), 킬레이트 화합물을 포함하여 혼합한 칼륨측정조성물 및 탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 포함하여 구성한 칼륨이온 농도 검출 키트.
- 제2항에 있어서,
칼륨측정 조성물 중 알코올은 1가 알코올, 2가 알코올, 1차 알코올 또는 2차 알코올 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
알데히드는 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드, 부필알데히드와 같은 지방족 포화 알데히드 또는 아크롤레인, 크로돈알데히드와 같은 지방족 불포화 알데히드 또는 벤즈알데히드, 신님알데히드와 같은 방향족 알데히드 또는 푸르푸랄과 같은 헤테로고리식 알데히드를 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 사용하고,
킬레이트 화합물은 킬레이트제인 에틸렌 글리콜 테트라아세틱 애시드(EGTA), 에틸렌디아민, 옥신, o-페난트로린, 발리노마이신, 볼레오마이신, 퓨라 2(Fura 2), 에쿼린, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 프러시안 블루(Prussian Blue), 구연산, 펩티드, 단쇄 아미노산을 포함한 아미노산, 아미노폴리카르복시산, 글루코닌산, 글루코헵톤산, 올가노포스포네이트, 파미드로네이트와 같은 비스포스포네이트 또는 무기 폴리포스페이트가 금속이온과 결합된 화합물인 것을 사용하는 것에 특징이 있는 칼륨이온 농도 검출 키트.
- 제3항에 있어서,
칼륨측정 조성물 중 알코올은 메틸알코올이며, 알데히드는 포름알데히드이며, 킬레이트 화합물은 에틸렌디아민테트라아세틱 테트라소디움 솔트(EDTA(Ethylenediaminetetraacetic) Tetrasodium Salt)인 것에 특징이 있는 칼륨이온 농도 검출 키트.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 칼륨측정조성물을 시료에 혼합하여 혼화하는 과정,
탁도형성제인 쏘디움 테트라페닐보레이트(Sodium Tetraphenylborate)를 넣어 탁도를 형성하는 과정,
상기의 탁도가 형성된 시료를 흡광광도 또는 비색표 대비를 통하여 칼륨이온 농도를 측정하는 방법.
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