2-55 이산화황 시험법

 
가. 분석원리
목재류에서 용출되는 이산화황 또는 아황산 염류를 이산화황으로 하여 통기증류알칼리적정법으로 측정한다.
 
나. 장치
통기증류장치

 
다. 시약 및 시액
1) 물
정제수 또는 증류수를 질소가스 또는 헬륨가스를 통기해서 5분 이상 탈기한 것 또는 사용 시 채취한 초순수를 사용한다.
2) 0.3% 과산화수소
30% 과산화수소 1 mL를 물 100 mL에 녹인다. 이 액은 쓸 때 조제한다.
3) 메틸레드•메틸렌블루혼합시액
메틸레드 0.2 g과 메틸렌블루 0.1 g을 에탄올에 녹여 100 mL로 한 액을 메틸레드•메틸렌블루혼합시액으로 한다.
4) 메틸오렌지시액
메틸오렌지 0.1 g을 물 100 mL에 녹이고 필요하면 여과한다.
5) 0.1 M 치오황산나트륨용액
치오황산나트륨 26 g, 무수탄산나트륨 0.2 g을 새로 끓여서 식힌 물에 녹여 1,000 mL로 한다. 이 액은 때때로 표정하여야 한다.
표정 : 0.1 N 요오드용액을 25 mL를 정확히 취하고 1 M 염산시액 1 mL를 가한 다음 조제한 0.1 M 치오황산나트륨 용액으로 적정한다(지시약 : 전분시액 4 mL).
6) 0.1 N 요오드용액
요오드 약 14 g, 요오드칼륨 36 g을 물 100 mL에 녹인 액에 녹이고 염산 3방울 및 물을 가하여 1,000 mL로 하여 다음 방법으로 표정한다. 이 액은 때때로 표정하여야 한다.
표정 : 아비산(표준시약)을 가루로 하여 100℃에서 항량이 될 때까지 건조한 다음 약 0.15 g을 달아 이를 1 M 수산화나트륨용액 20 mL에 필요하면 가열하여 녹인다. 이에 물 약 40 mL 및 메틸오렌지시액 2방울을 가하고 액의 황색이 엷은 홍색이 될 때까지 묽은 염산을 가한다. 이후 탄산수소나트륨 2 g, 물 약 50 mL 및 전분시액 3 mL를 가하여 조제된 요오드용액으로 지속하는 청색을 나타낼 때까지 적정한다.
7) 1 M 염산시액
염산 95 mL를 물로 희석하여 1,000 mL로 한다.
8) 묽은 염산
염산 23.6 mL를 물로 희석하여 100 mL로 한다.
9) 1% 트리에탄올아민 용액
트리에탄올아민 10 g을 물에 녹여 1,000 mL로 만든 후 탈기시킨 것을 이용한다.
10) 3.2 mM 탄산나트륨/1.9 mM 탄산수소나트륨용액
탄산나트륨 0.34 g, 탄산수소나트륨 0.16 g을 물에 녹여 1,000 mL로 한다.
11) 표준용액
아황산수소나트륨 표준품(sodium bisulfite)을 이산화황으로써 100 mg이 되도록 정밀히 달아 1% 트리에탄올아민 용액에 녹여 100 mL로 한 액을 이산화황 표준원액으로 한다(1,000 mg/L). 이 액 1.28 mL를 취하여 1% 트리에탄올아민을 가하여 100 mL로 한 액을 이산화황 표준용액으로 한다(12.8 mg/L). 표준품은 표정하여 사용한다.
표정 : 아황산수소나트륨 표준품 약 500 mg을 정밀히 달아 물에 녹여 100 mL가 되도록 한다. 이 액 10 mL를 플라스크에 취하고 0.1 N 요오드용액 15 mL와 염산 2 mL를 가한 후 0.1 M 치오황산나트륨용액으로 적정한다. 따로 공시험을 행하고 아래식에 따라 계산하여 아황산수소나트륨의 순도(%, SO2)를 구한다.
 
아황산수소나트륨 순도(%, SO2) = 3.2 × f × (b-a) × 1000/W
 
a : 시험용액의 0.1 M 치오황산나트륨용액 소비량(mL)
b : 공시험용액의 0.1 M 치오황산나트륨용액 소비량(mL)
f : 0.1 M 치오황산나트륨용액의 역가
W : 아황산수소나트륨 표준품의 양(mg)
 
라. 시험용액의 조제
물을 침출용액으로 하여 2-6 재질별 용출시험용액의 조제에 따라 조제한다. 단, 나무젓가락은 시험관 또는 네슬러관을 사용하여 용출한다.
 
마. 시험조작
1) 통기증류알칼리분석법
50 mL 포집용 플라스크에 0.3% 과산화수소수 10 mL를 넣고 메틸레드ㆍ메틸렌블루혼합시액 3방울 가해준다(용액은 자색). 이어서 0.001 M 수산화나트륨용액을 1∼2방울 가하여 액의 색이 올리브그린이 되도록 하고 통기증류장치에 부착시킨다. 통기용 둥근플라스크에 시험용액 25 mL를 정확히 취하여 가해 주고 이에 에탄올 2 mL, 소포용 실리콘오일 2방울 및 25% 인산 10 mL를 가해 준 다음 신속하게 통기증류장치에 부착시킨다. 유량계를 통해서 질소가스를 0.5∼0.6 L/분의 속도로 통기하면서 통기용 둥근플라스크를 30분간 가열한다. 포집용 플라스크를 떼어내고 0.001 M 수산화나트륨용액으로 최초의 올리브그린이 될 때까지 적정한다. 시험용액 대신에 물을 사용하여 공시험을 행한다(다만, 2 μg/mL 미만은 불검출로 한다).
 

이산화황(μg/mL)	=	(a-b) × f × 32
		c

a : 시험용액의 0.001 M 수산화나트륨용액 소비량(mL)
b : 공시험용액의 0.001 M 수산화나트륨용액 소비량(mL)
c : 증류에 사용한 시험용액의 양(mL)
f : 0.001 M 수산화나트륨용액의 역가
 
2) 이온 크로마토그래피법
가) 이온 크로마토그래프 측정조건
- 칼럼 : IonPac AS12A (4.6 mm I.D. × 250 mm, 5 μm) 및 IonPac AG12A guard column (4 mm I.D × 50 mm) 또는 이와 동등한 것
- Suppressor : ADRS 600(4 mm) 또는 이와 동등한 것
- 칼럼온도 : 30℃
- 이동상 : 3.2 mM 탄산나트륨/1.9 mM 탄산수소나트륨용액
- 유속 : 0.8 mL/min
나) 정성시험
시험용액 및 표준용액을 각각 50 μL씩 사용하여 가) 이온 크로마토그래프 측정조건에 따라 이온 크로마토그래피를 행하고, 시험용액 크로마토그램의 피크검출시간과 표준용액 크로마토그램의 아황산이온(SO32-)의 피크검출시간이 일치 하는지 확인한다.
다) 정량시험
나) 정성시험에서 시험용액 크로마토그램의 피크검출시간과 표준용액 크로마토그램의 아황산이온 피크검출시간이 일치할 때에는 다음의 시험을 한다.
나) 정성시험에서 얻어진 시험결과를 토대로 시험용액 크로마토그램의 아황산이온(SO32-)의 피크면적을 측정하여 미리 작성한 검량선을 이용하여 시험용액 중 이산화황의 양을 구한다.
<검량선의 작성>
표준원액을 단계별로 희석하고 50 μL씩을 취하여 가) 이온 크로마토그래프 측정조건에 따라 이온 크로마토그래피를 행하고, 얻어진 크로마토그램으로부터 아황산이온(SO32-)의 피크면적을 측정한 후 이를 이산화황 표준용액의 농도에 대하여 플롯(plot)하여 검량선을 작성한다.