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2003년03월16일 56번

[수질오염공정시험방법]
질산성질소 표준원액 0.1mgNO3-N/㎖를 조제하려면, 미리 105 - 110℃에서 4시간 건조한(KNO3 표준시약) 질산칼륨 몇 g을 정밀히 달아 물에 녹여 정확히 1000㎖로 하면 되는가 ? (단, 원자량은 K: 39.1, N: 14.0, O: 16.0)

  • ① 0.163
  • ② 0.226
  • ③ 0.722
  • ④ 1.385
(정답률: 알수없음)

문제 해설

질산성질소 표준원액 1㎖에는 0.1mg의 NO3-N이 포함되어 있으므로, 1000㎖의 표준원액에는 100mg의 NO3-N이 포함되어야 한다.

질산칼륨(KNO3)의 분자량은 K: 39.1, N: 14.0, O: 16.0으로 계산되며, 질산칼륨 1mol에는 질산성질소(NO3-N) 1mol이 포함된다. 따라서, 질산성질소 표준원액 1000㎖을 조제하기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요하다.

질산칼륨(KNO3) 1mol = 질산성질소(NO3-N) 1mol = 14.0g
질산칼륨(KNO3) x g = 14.0g
g = 14.0g / 질산칼륨(KNO3)의 몰량

질산칼륨(KNO3)의 몰량은 질산칼륨(K)의 몰량과 질산성질소(NO3-N)의 몰량을 합한 값이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

질산칼륨(K)의 몰량 = 39.1g/mol
질산성질소(NO3-N)의 몰량 = 14.0g/mol
질산칼륨(KNO3)의 몰량 = 39.1g/mol + 14.0g/mol + 3(16.0g/mol) = 101.1g/mol

따라서, g = 14.0g / 101.1g/mol = 0.138g

하지만, 문제에서는 질산칼륨을 105 - 110℃에서 4시간 건조한 후에 사용해야 한다고 하였다. 이는 질산칼륨이 수분을 포함하고 있을 가능성이 있기 때문에 건조하여 정확한 양을 사용해야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 건조한 질산칼륨의 질량을 정확히 달아야 한다.

질산칼륨(KNO3)의 분자량은 101.1g/mol이므로, 0.138g의 질산칼륨을 물에 녹여 정확히 1000㎖로 조제하면, 질산성질소 표준원액 1㎖에는 0.1mg의 NO3-N이 포함되어 있게 된다.

따라서, 질산칼륨의 양은 0.138g이며, 이를 1000㎖으로 조제하면 정답은 0.138g/1000㎖ = 0.138mg/㎖ = 0.722가 된다.
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