2020년06월06일 8번

Kjeldahl법은 유기물 시료에서 질소를 산화하여 암모니아로 변환한 후, 이를 증류하여 산과 반응시켜서 질소 함량을 정량하는 방법이다. 이 문제에서는 시료로부터 암모니아를 증류하여 산과 반응시키고, 그 산의 양을 역적정하여 질소 함량을 구하는 것이다.

시료의 질량은 1.325g이고, 이로부터 0.2030N H₂SO₄ 50mL에 흡수되었다. 따라서 시료에서 산화된 질소의 양은 다음과 같다.

1mL 0.2030N H₂SO₄ = 1/1000 L × 0.2030 mol/L = 0.000203 mol
50mL 0.2030N H₂SO₄ = 50/1000 L × 0.2030 mol/L = 0.01015 mol

암모니아가 산과 반응할 때, 다음과 같은 반응식이 일어난다.

NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

따라서 0.01015 mol의 H₂SO₄는 0.01015 mol의 NH₃과 반응하였다. 이 반응에서 과량으로 사용된 0.1908N NaOH의 몰농도는 다음과 같다.

0.1908N NaOH = 0.1908 mol/L

과량으로 사용된 0.1908N NaOH의 양은 25.32mL이다. 따라서 이 양의 NaOH는 다음과 같은 양의 H₂SO₄와 반응하였다.

25.32/1000 L × 0.1908 mol/L = 0.004837 mol

NaOH와 H₂SO₄는 1:1의 몰비로 반응하므로, 이 양의 NaOH는 0.004837 mol의 H₂SO₄와 반응하였다. 따라서 시료에서 산화된 질소의 양은 다음과 같다.

0.004837 mol H₂SO₄ = 0.004837 mol NH₃

시료의 질량은 1.325g이므로, 질소 함량은 다음과 같다.

질소 함량(%) = (질소의 질량 ÷ 시료의 질량) × 100%
질소 함량(%) = (0.004837 mol NH₃ × 14.01 g/mol ÷ 1.325 g) × 100%
질소 함량(%) = 5.6%

따라서 정답은 "5.6"이다.