2017년05월07일 56번

[수질오염공정시험방법]
질산성질소 표준원액 0.5mg NO₃-N/mL를 제조하려면, 미리 105∼110℃에서 4시간 건조한 질산칼륨(KNO₃ 표준시약) 몇 g을 물에 녹여 1,000mL로 하면 되는가? (단, K 원자량＝39.1)

① 2.83
② 3.61
③ 4.72
④ 5.38

(정답률: 50%)

문제 해설

질산칼륨(KNO₃)의 분자량은 K(39.1) + N(14.0) + 3O(16.0) = 101.1 g/mol 이다.

질산성질소 표준원액 1L(=1,000mL)에는 0.5mg의 NO₃-N이 들어가야 한다.

따라서, 1mL 당 0.5mg의 NO₃-N이 들어가야 하므로, 1L(=1,000mL) 당 500mg의 NO₃-N이 들어가야 한다.

NO₃-N은 질산성질소(NH₄+와 NO₃- 중에서 NO₃-만을 의미)의 질량의 4/5이므로, NO₃-의 질량은 500mg × 5/4 = 625mg 이다.

질산칼륨(KNO₃) 1몰에는 NO₃-이 1몰 들어있으므로, 625mg의 NO₃-을 가지려면 몇 몰의 질산칼륨이 필요한지 계산해보자.

질산칼륨(KNO₃) 1몰의 질량은 101.1g이므로, 1몰의 질산칼륨에는 14.0g의 질산성질소(NO₃-)이 들어있다.

따라서, 625mg의 NO₃-을 가지려면 몇 몰의 질산칼륨이 필요한지 계산해보면,

625mg ÷ 14.0g/mol = 0.0446mol

가 필요하다.

이제, 0.0446mol의 질산칼륨을 물에 녹여 1,000mL로 하면 된다.

질산칼륨(KNO₃)의 몰농도는 몰의 수(mol)를 용액의 부피(L)로 나눈 것이므로,

0.0446mol ÷ 1L = 0.0446mol/L

즉, 0.0446mol/L의 질산칼륨 용액을 만들어야 한다.

질산칼륨(KNO₃)의 분자량은 101.1g/mol 이므로, 0.0446mol의 질산칼륨은

101.1g/mol × 0.0446mol = 4.51g

이다.

따라서, 미리 105∼110℃에서 4시간 건조한 질산칼륨(KNO₃ 표준시약)을 4.51g을 물에 녹여 1,000mL로 하면 질산성질소 표준원액 0.5mg NO₃-N/mL을 제조할 수 있다.

계산 결과, 정답은 3.61이다.

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