화학적 산소 요구량 측정을 위한 KMnO4 분광광도법과 KMnO4 적정법에 관한 연구

송용섭 연세대학교 대학원 2006 국내석사

본 논문에서는 KMnO4 분광광도법에 의해 화학적 산소 요구량을 분석함에 있어, 분석 조건에 따른 KMnO4 분광광도법의 특징을 살펴보았으며, KMnO4 분광광도법의 최종 분석 방법을 이용하여 유기화합물의 성분에 따른 산화 효율을 비교 평가하였다. 또한, 화학적 산소 요구량 측정법인 KMnO4 분광광도법, KMnO4 적정법 및 K2Cr2O7 분광광도법의 분석 과정, 산화 효율, 검출 한계 및 각 방법의 장단점에 대해서 비교 연구하였다. 끝으로, 실제 하천수인 원주천 시료를 대상으로 화학적 산소 요구량을 분석하여 KMnO4 분광광도법의 적용성을 평가하였다.KMnO4 분광광도법을 적용하기 위한 분석 조건으로는 최대 흡수 파장은 525 nm, 황산의 농도는 3.6 M H2SO4, 산화제의 농도는 3×10-4 M KMnO4, 가열 온도는 80℃, 가열 시간은 25 min이었다.KMnO4 분광광도법을 적용한 시료의 화학적 산소 요구량 분석에서 산화 효율은 sodium oxalate, phenol, maleic acid, sucrose, ascorbic acid, glucose, ethanol, lactose monohydrate, potassium hydrogen phthalate의 순서였으며, 각각 100.0, 87.2, 85.1, 52.6, 47.7, 47.1, 43.1, 40.4, 1.6%의 산화 효율을 나타냈다.K2Cr2O7 분광광도법을 기준으로 KMnO4 분광광도법에 의한 50% 이상의 산화 효율을 가진 유기화합물은 sodium oxalate, phenol, maleic acid, sucrose이었으며, 50% 이하의 산화 효율은 ascorbic acid, ethanol, glucose, lactose monohydrate, potassium hydrogen phthalate로 나타났으며, KMnO4 적정법에 의한 50% 이상의 산화 효율을 가진 물질은 sodium oxalate, phenol, maleic acid, glucose, sucrose, ascorbic acid였고, 50% 이하의 산화 효율을 가진 물질은 lactose monohydrate, ethanol, potassium hydrogen phthalate로 나타났다.KMnO4 분광광도법, KMnO4 적정법 및 K2Cr2O7 분광광도법에 대한 검출한계는 각각 0.12, 0.05 및 0.12 mg/L로 나타났다.원주천 시료의 화학적 산소 요구량을 분석한 결과 모든 채취 지점에서 화학적 산소 요구량의 농도는 K2Cr2O7 분광광도법, KMnO4 분광광도법 및 KMnO4 적정법 순으로 측정되었으며, 전구간에 걸쳐서 비슷한 경향을 나타냈다. 특히, KMnO4 분광광도법은 K2Cr2O7 분광광도법을 기준으로 모든 채취 지점의 화학적 산소 요구량의 농도가 50%를 상외하는 결과를 보였다.본 연구에서 수행한 KMnO4 분광광도법은 현재 수질오염공정시험방법으로 사용되는 KMnO4 적정법과 비교할 때, 유사하거나 더 높은 유기물의 산화효율을 나타낼 수 있음을 보였다. 또한, 분석과정이 간편하기 때문에 많은 양의 환경시료를 분석할 때 유리한 분석법으로 평가할 수 있었다. A KMnO4 spectrophotometry was evaluated to determine chemical oxygen demand. The method was compared with KMnO4 titration method and K2Cr2O7 spectrophotometry. The analytical factors including experimental procedures, oxidation efficiencies, detection limits and applicable concentration ranges were discussed. The three methods were simultaneously applied to Wonju stream.The important experimental factors to affect KMnO4 spectrophotometry were the concentration of sulfuric acid, heating temperature and heating period. In this study, the following condition was applied to obtain the standard method comparable COD values: maximum absorption wavelength, 525 nm; concentration of sulfuric acid, 3.6 M H2SO4; concentration of KMnO4, 3×10-4 M; heating temperature, 80℃; heating time, 25 minutes. With this experimental condition, the degree of oxidation efficiency was decreased in the order of sodium oxalate(100.0%), phenol(87.2%), maleic acid(85.1%), sucrose(52.6%), ascorbic acid(47.7%), glucose(47.1%), ethanol(43.1%), lactose monohydrate (40.1%) and potassium hydrogen phthalate(1.6%).The detection limits with KMnO4 spectrophotometry, KMnO4 titration and K2Cr2O7 spectrophotometry were found to be 0.12, 0.05 and 0.12 mg/L, respectively.Fourth samples from Wonju stream were collected and analyzed for COD. In all sites, the COD values by the K2Cr2O7 spectrophotometry were highest indicating that most organic compounds were oxidized. The COD values by the KMnO4 spectrophotometry were higher than those by the KMnO4 titration method. This result may indicate that the real water samples from Wonju stream may contain more easily oxidized organic compounds in much stronger acidic conditions. The COD values and other pollutants showed similar trends showing that the center of the city is most polluted due to the effluents from domestic wastes.In this thesis, the KMnO4 spectrophotometry can be an alternative method to determine the COD. In addition, the efficiency on oxidation of many organic compounds can be dependent of the acidity, heating temperature, and heating period. Therefore, to apply the KMnO4 spectrophotometry as a new standard method, further studies with numerous real samples should be performed.

근적외선 분광광도법을 이용한 자동차용 경유의 성분 및 세탄가 측정

김월중 전남대학교 대학원 2001 국내석사

주행성능의 향상과 배기가스 저감에 대한 요구가 날로 증가하고 있는 자동차용 경유는 품질관리를 위하여 엔진을 이용한 세탄가 측정과 증류성상, 비중, 동점도 등의 물리적 특성의 평가 및 성분분석 등이 필요하나 이러한 품질평가는 잘 훈련된 숙련자가 많은 양의 시료로 장시간 동안 수행하여야만 가능하다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 근적외선 분광광도계를 이용하여 엔진에서의 착화성능을 나타내는 세탄가와 물성 및 배기가스와 밀접한 관계가 있는 성분을 동시에 측정할 수 있는 시험방법을 개발하므로서, 분석시간을 단축하고 초보자라도 쉽게 품질을 평가할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 근적외선 분광광도계를 이용하여 물리화학적 성상을 결정할 때에는 특정한 파장 범위에서 경유가 나타내는 흡수스펙트럼을, 실측한 물리화학적 성상과 통계적 분석을 사용하여 상관관계를 알아낸다. 통계적 분석방법에는 다중선형회귀분석 (Multiple Linear Regression, MLR)과 부분최소자승법(Partial Least Squares, PLS)이 주로 사용되는데, 본 연구에서는 탄소수의 분포도가 많고 다양한 관능기를 갖는 경유의 특성상 PLS를 적용시켰다. 실제로 경유를 근적외선 분광광도계로 측정한 흡수 스펙트럼과, 종래의 시험장비로 측정한 세탄가 및 경유의 구성성분(포화분, 총방향족분, 일환방향족분)을 PLS로 상관시켜본 결과, 세탄가는 1차미분 스펙트럼의 1430∼1590nm와 1690∼2210nm영역에서 실측치와의 상관도(R²)값이 0.996, 포화분은 1차미분 스펙트럼의 1770∼2270nm영역에서 실측치와의 상관도(R²)값이 0.986, 총방향족분은 1차미분 스펙트럼의 1330∼1890nm와 2030∼2300nm영역에서 실측치와의 상관도(R²)값이 0.985, 일환방향족분은 2차미분 스팩트럼의 1310∼l650nm와 2070∼2290nm영역에서 실측치와의 상관도(R²)값이 0.987로서 대단히 양호하였다. 따라서 소량의 시료, 분석시간의 단축, 간단한 조작방법 등 여러 가지 장점을 가지고 있는 근적외선분광광도계에 의한 시험방법은 향후, 실험실 및 공정상의 on line을 통한 경유의 품질관리와 제품평가에 적용하면 지대한 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다. Diesel fuel oil has been used as a automotive fuel and it's role is getting bigger according to the economic developement. It's quality is developing for the protection of environment and the performance of vehicle. To control and measure it's quality, we have tested the physical properties and the chemical composition by different methods and have measured its cetane number using engine. However, these test methods need a lot of test time and sample volume. Also, these test methods make operator tired. To overcome the defect of these test methods, developed the new test method that measure the chemical composition and cetane number at the same time by NIR(near infrared) spectrophotometer. Generally, to estimate the physical properties and the chemical composition of automotive diesel fuel oil using NIR, the regression method have been used that according to relation of the absorbance on the NIR spectrum between the physical properties and the chemical composition. Partial Least Squares(PLS) regression method was employed to establish the calibration model equation for each parameter. And the data of Standard error of prediction(SEP) by NIR spectrophotometry were measured and compared with data of existing methods. The SEP data of chemical composition and cetane numbert were within the repeatabilities and reproducibilities of the corresponding existing methods. Thus, The results of PLS analysis were shown that NIR spectrometry can be used as a reliable method to quantify the diesel fuel oil.

플라비아닌 산과 가스제를 이용한 클로르프로마진의 정량 : 용매추출분광광도법, 이온선택성 전극법

정문모 경성대학교 1999 국내박사

염기성의약품과 음이온색소와의 이온 회합 화합물을 가소제 중에 추출하여 그 흡광도를 측정하는 추출분광 광도법은 휘발성 유기용매로 인한 환경오염방지의 견지에서 독성이 적은 용매의 선택이나 사용량의 감소화라는 두가지 목적을 달성할 수 있다. 본인 등은 chlorpromazine(CPZ)과 FA와의 이온 회합 화합물을 여러 가지 계열의 가소제를 사용하여 추출분광 광도법에 응용하여 각기 그 분석조건에 대하여 검토하고, 시판제제분석에 이용한 미량분석법47)을 보고한 바 있다. 한편, FA 와 CPZ의 이온 회합화합물을 만들고, 이를 ion-exchanger로서 사용한 CPZ 선택성 전극을 만들어 CPZ의 정량을 시도하여 PA와 비교, 검토하여 보았다. FA-CPZ 화합물은 몇가지의 가소제에만 추출되므로 ion-exchanger가 가소제에 녹지 않는 경우의 이온 선택성 전극법에서 참고자료가 될 것으로 기대된다. A method for the determination of chlorpromazine based on the reaction with flavianic acid to form an ion-association complex extractable into several platicizers was developed. Plasticizers are non-volatile and less harmful than the ordinary extraction solvents such as bezene, dichloroethane, dichloromethane and chloroform. So we could reduce the disadvantage from using these ordinary extraction solvents, such as environmental contamination, concentration variation caused by volatility and necessity of using large volume. Chlorpromazine-flavianic acid complex in acidic medium could be extracted quantitatively into several plasticizers. Plasticizers layer showed maximum absorbance at near 385 nm and was applied to extractive spectrophotometric determination of chlorpromazine. Calibration curves showed good linearity in the range of with the regression coefficient of more than 0.996 and the relative standard deviation was less than 2.7%. In the determination of chlorpromazine with ion selective electrodes method using flavianic acid complex as an ion-exchanger, the reproducibility of electrode was reduced due to exudation of flavianic acid from the membrane. Calibration curves for chlorpromazine showed good linearity in the range of 5×10-6~ 2×10-3 M for DOP and 2×10-6~ 2×10-3 M for other plasticizers (DCA, DOS, IDDPP) and the slope were 56.8 for DOP and 55.2 for DOS. However these electrodes showed low response toward physiologic amines, penicillin-G and p-aminosalicylic acid.

Rapid monitoring of protein and cell mass in animal cell culture using UV and visible spectroscopy

송원석 Graduate School, Korea University 2011 국내석사

In the cell culture process engineering, the control between cell proliferation and produced materials is important. The first step of this control is the regulation of cell density, the adjustment of pH as surrounding microenvironments indicator, the measurement of produced materials. So these are designated as ‘monitoring’, such as observance for control. Furthermore the simpler steps we apply to the cell process, the less time we use on the cell process, the more efficient monitoring way become. In this experiment, Chinese Hamster Ovary-suspension type cells and human Fibroblast cells are used for scanning of spectrometer because r-CHO-s secretes the useful protein; Erythropoietin, and NIH secretes Extra Cellular Materials; Fibronectin, Collagen, Laminin, bGFG etc. ‘UV-VIS-FT IR Spectroscopy’ is chosen for monitoring way toward this secreted materials. In other words, this study focused the relation as follows. ‘Absorbance change’ was measured with ‘the scanning of spectrophotometer’. And ‘Product protein quantity’ was estimated by ‘Absorbance change’ at the same time. The secreted protein quantity and secreted ECM quantity, Erythropoietin, Fibronectin, Collagen, Laminin, bGFG etc, is analyzed for monitoring measurement. And the absorbance alteration showing cell culture media state change was observed in high energy field; UV range. For example, there was spectrum-variation near specific wave length range in observation. Moreover it was designed a method for the absorbance-wave length explanation. The relation ‘absorbance change caused spectrum variation’ and ‘the co-increasing of secreted protein volume’ was explained by ‘Area Under the Curve method’ in the definite range. In addition, this AUC method was applied to cultured media including FBS as unspecific assemble, to the analysis of FT-IR spectrum as similar spectroscopy. In consequence, ‘AUC method’ showed to be applied for media including FBS, and for the partial appliance of FR-IR spectroscopy. After all, there are some merits of ‘UV-VIS-FT IR Spectrophotometer’ for monitoring; relatively cheap, fast measurement, easy operation etc. So many commercial advantages will be able to achieve efficient cell culture process through the appliance of this spectroscopy monitoring technique 세포배양공학에서 세포증식과 생산물 획득 사이의 조절은 중요하다. 그리고 조절의 첫 단계는 세포 수, 세포 주위 미시환경 척도로서 산도, 생산물의 측정 등으로 이루어진다. 이러한 활동은 통제를 위한 관찰로서 ‘모니터링’ 이라 하며, 더 적은 조절단계가 적용될수록, 조절에 덜 시간을 쓰게 될수록, 모니터링은 보다 효과적인 수단이 된다. 이 실험에서 ‘차이니즈 햄스터 난소세포 부유형’ 과 ‘인간 섬유아세포 부착형’ 이 분광광도계의 스케닝 모니터링법을 위해 사용되었다. 왜냐하면 r-CHO-s 세포는 유용한 단백질인 ‘에리스로포이에틴’ 을 분비하며, 그리고 NIH 는 세포 외 물질 -피브로넥틴, 콜라겐, 라미닌, 섬유모세포성장인자 등- 을 분비하기 때문이다. 이런 분비 물질들에 대한 모니터링 방법 계발에 맞추어 ‘자외선-가시광선-퓨리에 변환 적외선 분광광도계’ 가 선택됐다. 다시 말해서 ‘흡광변화’ 는 ‘분광광도계의 스캐닝’ 으로써 측정되고, ‘생산단백질의 정량’은 ‘흡광변화’ 로서 추산될 수 있게 된다. 분비된 단백질의 정량과 분비된 세포 외액의 정량은 모니터링 측정법을 위해 수행되었다. 그리고 세포 배양액 상태변화를 보여주는 흡광변화는 고에너지 영역인, 자외선 영역에서 관찰되었다. 예를 들면 스펙트럼 변화가 특정파장 주변에서 나타났다. 그리고 ‘스펙트럼 변화로 인한 흡광의 변화’ 와 ‘분비된 단백질 부피의 상호증가’ 가 ‘곡선 하 면적법’ 으로 일정 영역 내에서 설명되었다. 게다가 ‘곡선 하 면적법’ 은 FBS 를 포함하는 배양액과 다른 분석 수단인 ‘퓨리에 변환 적외선 분광광도법’ 에도 적용되어 FBS 를 포함하는 배양액과 ‘퓨리에 변환 적외선 분광광도법’ 에도 일정 부분 적용할 수 있음을 보여주었다. 결국 ‘자외선-가시광선-퓨리에 변환 적외선 분광광도계’ 에는 모니터링 방법을 위한 장점이 있었다. 예를 들면, 상대적으로 저렴한 기기가격과 빠른 분석법, 쉬운 작동법 등이다. 그래서 세포배양공정에 있어 모니터링을 위한 분광광도 모니터링 기술의 적용은 많은 상업적인 유리함을 제공할 것으로 생각된다.

분광 광도법에 의한 세자리 Schiff Base 리간드 : 1-Naphthol-8-(Salicylidene inimo)-3, 6-disulfonic Acid Disodium salf의 Co(II), Ni(II), Cu(II) 및 Zn(II) 착물에 관한 연구

김덕성 全南大學校 敎育大學院 1984 국내석사

수용성 세자리 Schiff base 리간드인 1-Naphthol-8-(salicylidene imino)-3,6-disulfonic acid disodium salt의 Co(II), Ni(II), Cu(II) 및 Zn(II)에 대한 분광광도법에 의한 정량분석 시약으로서의 유용성을 조사하기 위하여 리간드를 합성하고, 착물 형성 반응속도를 조사하고, 최적 pH 및 파장 조건을 선택하고, 최적 조건에서의 착물의 조성과 안정도 상수 및 몰흡광 계수를 결정하였다. 착물 형성 반응은 30분 이내에 완결되며 온도 증가에 따라 반응 속도가 증가함을 보였다. 모든 착물은 pH = 10에서 최대 흡광도를 나타내었고, 최대 흡광 파장은 Cu(II)착물은 415 ㎚이고 나머지는 425㎚이었다. 최적 조건에서 Cu(II) 착물은 1.0 × 10^9 의 큰 안정도 상수와 3.42 × 10²의 큰 몰흡광계수를 나타내었다. 이것으로부터 1-Naphthol-8-(salicylidene imino)-3,6-disulfonic acid disodium salt가 Cu(II)에 대한 분광광도법에 의한 정량분석 시약으로서 유용함을 알았다. 형성된 착물의 조성은 Cu(II)[Na₂C_17H_11O_8NS₂]₂, Co(II)[Na₂C_17H_9O_8NS₂]·3H₂O, Ni(II)[Na₂C_17H_9O_8NS₂]·3H₂O, Zn(II)[Na₂C_17H_9O_8NS₂]·3H₂O 이리라 생각된다.

과망간산법, 중크롬산법 및 분광광도법에 의한 COD 측정의 비교 분석

임수곤 영남대학교 환경보건대학원 2003 국내석사

Determination of ion-paired glycyrrhetic acid in glycyrrhizae radix by second derivative ultraviolet spectroscopy

Song, Seung-Bae 全南大學校 1989 국내석사

감초의 품질평가 목적으로 지표물질인 glycyrrhetic acid의 분석에 ion-pair extraction법과 2차 미분 자외부 분광광도법을 이용한 정량법을 확립하였다. 감초의 성분중 glycyrrhizin을 추출 및 가수분해 시켜 glycyrrhetic acid로 만든 다음. counter ion을 가하여 ion-pair를 형성시켜 수층으로부터 추출했다. 이 추출물을 2차 미분 자외부 분광광도법으로 분석하였고 이와 더불어 최적 분석조건과 ion-pair에 영향을 미치는 여러 인자에 대하여 검토하였다. Glycyrrhetic acid에 대한 counter ion으로는 tetrapentylammonium bromide가 가장 적합 했으며 이때의 최적 pH는 11.0 이었으며 ion-pair된 glycyrrhetic acid의 추출효과는 dichloromethane과 chloroform이 우수하였다. Glycyrrhetic acid의 농도에 따른 2차 미분 spectrum의 amplitude(Z value)는 4 -120㎍/ml 에서 직선을 나타냈으며(r=0.9998), 시중 감초분말과 감초 조엑기스를 분석한 결과 각각 5.32±0.04%, 11.41±0.11%였다. 비교실험으로 행한 HPLC 방법으로 감초분말을 측정한 결과 glycyrrhetic acid의 함량은 5.20±0.01%로서 2차 미분 자외부 분광광도법에 의한 값과 일치하였다. The UV spectrometry using ion-pair extraction technique and second derivative spectrometry was developed for the determination of glycyrrhetic acid in Glycyrrhizae Radix. Glycyrrhetic acid, obtained from Glycyrrhizae Radix by direct extraction and hydrolysis using 2N-HCl and methanol(50:50), was extracted from aqueous media in the form of an ion-pair with appropriate counter ions. Optimal analysis conditions and sane factors that affect ion-pair formation were examined. Tetrapentylammonium bromide(TPA) was showed effective results as a counter ion. Maximum second derivative amplitude(Z value) was obtained when 1000-fold or greater molar ratio of TPA was used. Most intensive derivative amplitude was shown in pH 11.0. The reaction time, temperature and ionic strength did not affect ion-pair formation. Dichloromethane showed effective result as an extraction solvent of ion-paired complex. The linearity of standard curve of ion-paired glycyrrhetic acid was obtained in the range of 4 - 120 ㎍/ml as a glycyrrhetic acid. Assayed contents of glycyrrhetic acid by the second derivative UV spectrometry and HPLC method were 5.31 ± 0.04% and 5.20 ± 0.008%, respectively. The results obtained by the second derivative UV spectrometry were correspondent to that of HPLC. This second derivative determination method of glycyrrhetic acid in Glycyrrhizae Radix, in combination with ion-pair technique provided accurate assay result and simple procedure.

D.C.C.를 利用한 citric acid의 分光光度定量法에 關한 硏究

윤복희 曉星女子大學校 1983 국내석사

분광광도법에 의한 염화철 폐액중 크롬의 정량에서의 Amberlite LA-2의 이용

황용호 忠南大學校 1989 국내석사

용매추출분광광도법에 의한 클로르프로마진의 정량

황명석 경성대학교 대학원 1997 국내석사

A method for the determination of basic drug chlorpromazine was developed based on the reaction of picric acid with monovalent anionic dye to form an ion-association complex extractable into several platicizers. Plasticizer is non-volatile and much harmful than the ordinary extraction solvent such as bezene, dichloroethane, dichloromethane and chloform. Chlorpromazine-picric acid complex could be extracted quantitatively into several plasticizers in acid medium. The complex showed maximum absorbance at near 410 nm and was applied to extraction spectrophotometric determination of chlorpromazine. The calibration curve showed good linearly in the range of 10-6∼5×10-4 M with a regression coefficient more than 0.998 and the relative standard deviation was less than 2.6%(n=7). This method could be applied to the phramaceutical preparations of chlorpromazine.