용존산소 측정 예비레포트 [논문참고, A+ 1등]

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
● 용존 산소(DO)가 수질에 끼치는 영향을 이해하고 수중 용존 산소량에 영향을 주는 요인을 알아본다.
● Winkle-Azide 변법과 아이오딘 적정법의 산화ㆍ환원 반응에 대해 이해한다.
● 수돗물을 Winkler-Azide 변법을 이용해 용존 산소량을 측정하고 DO meter로 측정한 값과 비교할 수 있다.
● 용존 산소(DO)롸 생화학적 산소 요구량(BOD)에 대해 이해하고 수질과의 관계를 알 수 있다.

2. 바탕 이론
(1) 용존 산소(Dissolved oxygen, DO)
물속에 녹아있는 산소의 양을 의미하며 수생 자원의 능력을 직접적으로 나타내는 지표로 수질의 중요한 척도로 간주된다. 용존 산소량은 온도나 기압에 영향을 받으며 대기압 아래에서 20℃의 일반적인 물은 약 9~10ppm이며 온도가 낮아질수록 증가한다. 용존 산소는 물 속 생물이 호흡하거나 용해된 물질의 산화 작용 등에 의해 소모된다. 오염된 물에서 용존 산소량이 낮은 이유는 유기물의 양이 증가함에 따라 호기성 미생물이 과다 번식하게 되어 산소를 소비하기 때문이다. 반면 조류 등이 번식해 광합성 작용이 발생하면 증가한다. 용존 산소가 있는 상태를 호기적이라고 하며, 고갈된 상태를 혐기적이라고 한다.

용존 산소는 압력에 정비례하고, 온도에 반비례한 특징을 가지고 있다. 압력의 경우 Henry’s Law를 통해 알 수 있듯이 기체의 부분 압력이 높을수록 용액에 기체가 많이 녹을 수 있기 때문이다. 이는 아래 식을 통해 쉽게 이해할 수 있다.

( : 기체의 용해도, : 온도 상수, : 기체의 부분압력)

수온이 낮을수록 용존 산소량은 증가하게 되는데, 기체의 경우 용매화 과정에서 기체 분자들이 안정화되어 에너지가 낮아지는 발열 반응이 진행된다. 따라서 발열 반응이 촉진되도록 수온의 온도를 낮추면 기체의 용해도가 증가한다. 따라서 용존 산소 역시 온도가 낮을수록 증가하는 것이다.

단위는 주로 ppm을 사용하며 수심이 깊고 수온이 높을수록 용존 산소량은 낮아지게 된다. 맑은 하천의 경우 7~10ppm의 값을 가지며 용존 산소량에 따라 서식하는 생물에도 변화가 나타난다.

참고자료

· ‘22년도 2학기 화공기초 이론 및 실험 실험노트
· 갈바닉 전극 vs 폴라로그래픽 전극 : https://bit.ly/32HAF4g
· MSDS
· 수질오염개론 p. 31~33, 49~53” / 김자관 / 신광문학사 / 2000
· 마스터톤 일반화학 7th Edition p. 468 ~ 501” / William L. Masterton / 사이플러스