수질 프로세스 분석과 계측 <28>

[연재] 로터스프로슈밍매니지먼트 대표 길주형
김한결 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2020-07-10 16:48:01
  • 글자크기
  • -
  • +
  • 인쇄

 
[이온 측정]

설치 일례 (칼로멜 기준전극을 중심으로)
기준전극을 설치 시 비수성 용매, 고농도의 아세트산, 고농도의 산화제에는 폴리머 재질 전극을 사용하지 않으며 다음의 기준전극 형태에 따라 따른다.
 
⦁겔 전극
- 일반적으로 프로브 끝 부분에 마개가 있으며 일단 이를 제거한다. 보관하는 동안 겉 표면에 결정이 생겼을지 모르니 전극을 물에 헹군다.. 충전액이 자연적으로 새어 나와 서서히 증발하기 때문에 결정이 발생한다. 보관 시 마개를 재사용하니 분실에 유의 한다.
- 전극을 홀더에 올바로 장착하고 미터와 결선하여 사용하면 된다.

⦁액상 전극 설치 (세라믹 또는 균열 비드 정션 타입)
- 겔 전극과 마찬가지로 프로브 끝 부분에 마개가 있으며 일단 이를 제거한다. 보관하는 동안 겉 표면에 결정이 생겼을지 모르니 전극을 물에 헹군다. 충전액이 자연적으로 새어 나와 서서히 증발하기 때문에 결정이 발생한다. 보통은 보관 시 마개를 재사용하니 분실에 유의 한다.
- 충전액 주입구가 꽁무니의 캡에 위치한 경우, 주입구가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 올 때까지 캡 링을 돌린다. 제조사마다 조금씩 다르지만 주입구가 전극 몸체에 붙어있다면 고무 슬리브를 위로 걷어 올린다. 비닐 테이프 등이 있다면 떼어내면 주입구가 노출한다.
- 내부 전해질 양을 육안으로 확인한다. 주입구가 캡에 위치한 경우 캡에서 약 5mm 정도 아래 있어야 한다. 주입구가 몸체에 붙어있어도 마찬가지로 입구부터 약 5mm 밑에까지 와야 한다. 전해질 수위가 이에 못 미치면 전극에 전해질 (포화 KCl)을 보충한다. 
- 전극이 제대로 작동하려면 끝부분의 정션을 통해 전해질이 막힘없이 흘러나와야 한다. 이런 때는 아래 절차에 따라 전해질 흐름을 점검하면 된다.
☞왼손의 엄지와 검지로 전극을 비스듬히 기울여 쥐되 전극 끝이 왼쪽 위를 향하고 주입
구가 손바닥을 등지게끔 한다.
☞투약병의 주둥이를 주입구에 삽입한다.
☞엄지 쪽 손바닥에 전극 꽁무니를 지지하고 투약병 주둥이를 주입구에 단단히 밀착한
다.

유의사항: 투약병 주둥이를 넣어도 그 끝이 내부 전극선까지 가 닿는 경우는 드물다. 그렇지만 힘을 가하는 동안 혹시라도 전극선을 건드리지 않도록 주의해야 한다. 주둥이가 전극선에 조금이라도 닿는다면 끄트머리를 약간 잘라내어 길이를 줄이도록 한다.

☞밀착 상태 그대로 투약병을 움켜쥐어 전극을 가압한다. 리퀴드 정션에 30초 내로 액체 방울이 맺혀야 한다. 경우에 따라 몇 분이고 가압을 유지해야 할 수도 있다.

유의사항: 레퍼런스 전극선에서 전해질로 기포가 빠져나가는 모습을 볼 수 있다. 레퍼런스 전극선이 충분히 젖었으니 사용해도 좋다는 뜻이다.

☞전극을 홀더에 올바로 장착하고 미터와 결선하고 사용하면 된다.

⦁액상 전극 설치(슬리브 정션 타입)
- 유리 슬리브를 전극 몸체에서 살짝 들어 올리고 틈새의 보호지이 있다면 제거한다.
- 슬리브를 천천히 돌려가며 전극 몸체에 내리 씌운다.
- 주입구가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 올 때까지 캡 링을 돌린다.
- 캡에서 약 5 mm 정도 아래까지 전해질(포화 KCl)을 채운다. 
- 전극이 제대로 작동하려면 끝부분의 정션을 통해 전해질이 막힘없이 흘러나와야 하고 칼로멜 레퍼런스 전극선이 충분히 젖어야 한다. 아래 절차에 따라 둘 다를 점검해야 한다.
☞왼손의 엄지와 검지로 전극을 비스듬히 기울여 쥐되 전극 끝이 왼쪽 위를 향하고 주입
구가 손바닥을 등지게끔 한다.
☞투약병의 주둥이를 주입구에 삽입한다.
☞엄지 쪽 손바닥에 전극 꽁무니를 지지하고 투약병 주둥이를 주입구에 단단히 밀착한
다.

유의사항: 투약병 주둥이를 넣어도 그 끝이 내부 전극선까지 가 닿는 경우는 드물다. 그렇지만 힘을 가하는 동안 혹시라도 전극선을 건드리지 않도록 주의해야 한다. 주둥이가 전극선에 조금이라도 닿는다면 끄트머리를 약간 잘라내어 길이를 줄이도록 한다.

☞밀착 상태 그대로 투약병을 움켜쥐어 전극을 가압한다. 리퀴드 정션에 15초 내로 액체 방울이 맺혀야 한다. 경우에 따라 몇 분이고 가압을 유지해야 할 수도 있다.

유의사항: 레퍼런스 전극선에서 전해질로 기포가 빠져나가는 모습을 볼 수 있다. 레퍼런스 전극선이 충분히 젖었으니 사용해도 좋다는 뜻이다.

☞전극을 홀더에 올바로 장착하고 미터와 결선하고 사용하면 된다.

 

작동상 주의
- 액상 타입 전극은 반드시 주입구를 개방한 상태로 측정해야 한다. 그래야 분석하는 동안 전해질이 원활하게 흘러나온다.
- 내부 전극선 끝은 언제나 전해질에 잠겨있어야 한다. 필요 시 전해질을 다시 충전한다.
- 전해질 양은 언제나 샘플 용액 수면보다 높아야 한다. 그렇지 않으면 샘플이 전극 내부로 역류해 들어온다.
- 한 샘플에서 다른 샘플로 옮겨갈 때는 전극 겉면을 증류수로 반드시 헹궈준다.
- 슬리브 타입 정션을 사용하는 경우 가끔씩 슬리브를 들어내고 접촉 부위(슬리브, 전극 끝부분)를 증류수로 헹궈준다. 그렇지 않으면 둘이 들러붙는 수가 있다.

보관상 주의
⦁겔 전극

- 전극 몸체의 표면을 헹구고 건조한다.
- 겔이 마르지 않도록 프로브 끝에 마개를 씌운다. 전극을 수직으로 세워 보관한다.

액상 전극(세라믹 또는 균열 비드 정션 타입)
- 전극 몸체의 표면을 헹구고 건조한다.
- 주입구가 폐쇄 위치에 올 때까지 캡 링을 돌린다. 또는 고무 슬리브를 주입구로 내리 씌
운다.
- 전해질이 누설하지 않게끔 프로브 끝에 마개 등을 씌우고 전극을 수직으로 세워 보관한
다.
- 보관하는 동안에도 전해질 수위가 레퍼런스 전극선보다 높아야 한다.

액상 전극(슬리브 정션 타입)
- 전해질을 모두 따라낸다.
- 전극 몸체와 간유리 슬리브의 표면을 헹구고 건조한다.
- 캡 링을 돌려 주입구를 폐쇄 위치에 놓는다. 이 상태로 전극과 슬리브를 보관한다.
 
전극 복원
이온 미터 수치가 불안정하면 다음 절차를 수행하면 어느 정도 해결 된다.

⦁겔 전극
- 용액에서 전극을 꺼내 헹구고 외부 몸체를 말린다.
- 포화 KCl 용액을 60℃ 정도로 따뜻하게 데워 전극을 침지하고 실온으로 떨어질 때까지
방치한다.

⦁액상 전극(세라믹 또는 균열 비드 정션 타입)
- 용액에서 전극을 꺼내 헹구고 외부 몸체를 말린다.
- 전해질 수위가 내부의 레퍼런스 전극선보다 높은지 확인하고 필요 시 전해질을 다시 충
전한다.
- 레퍼런스 공동에 결정이 있는지 살펴본다. 결정이 심각하면 주입구를 털어 충전액을 빼낸 후 결정이 모두 녹아 없어질 때까지 전극을 증류수에 반복적으로 헹군다. 이후 전해질을 새로 충전하고 전극 성능을 재확인한다.
- 전해질 흐름이 원활한지 확인한다. 만약 전해질이 밖으로 흘러나가지 못하면 정션 폐색으로 간주하게 된다. 따라서 전극 끝을 온수에 5분가량 침지한 다음 전해질 흐름을 확인하면서 전극 끝을 고농도의 염산에 5~10분가량 침지한다(환기 및 사전예방조처를 충분히 한다). 전극을 헹군 다음 전해질 흐름을 확인하면 된다. 이후 폐색이 여전하면 정션 부위를 사포나 줄 따위로 조심스럽게 연마해본다(세라믹만 가능). 전해질 흐름을 확인해보 보면서 흐름이 되살아나는지 확인한다.
     
⦁액상 전극(슬리브 정션 타입)
- 용액에서 전극을 꺼내 헹구고 외부 몸체를 말린다.
- 전해질 수위가 내부의 레퍼런스 전극선보다 높은지 확인하며 필요 시 전해질을 다시 충전한다.
- 레퍼런스 공동에 결정이 있는지 살펴본다. 결정이 심각하면 주입구를 털어 충전액을 빼낸 후 결정이 모두 녹아 없어질 때까지 전극을 증류수에 반복적으로 헹군다. 이후 전해질을 새로 충전하고 전극 성능을 재확인한다.
- 전해질 흐름이 원활한지 확인한다. 만약 전해질이 밖으로 흘러나가지 못하면 정션 폐색으로 간주하게 된다. 따라서 전극 끝을 온수에 5분가량 침지한 다음 전해질 흐름을 확인하면서  슬리브를 몇 차례 돌려본 다음 전해질 흐름을 확인하는 것이 중요하다.

 

Tip. 기체투과막 센서
기체투과막 센서는 복합 전극 형태이며 용액 내 용존 기체를 검출한다. 이런 전극류는 외부 레퍼런스를 따로 쓸 필요가 없다. 기체 투과 멤브레인이 검출단과 샘플을 격리한다.
기체투과막 센서는 대상 기체의 분압에 의해 작동하며 그 원리는 멤브레인 안쪽에는 pH 센서가 있는데 표면에 전해질 박막이 입혀있다. 동 박막은 버퍼 능력이 없으므로 샘플의 용존 기체가 내부로 확산하면 pH 변동이 발생한다. 멤브레인 내외의 분압이 동일해질 때까지는 확산이 지속적으로 일어난다. pH 변동은 샘플의 용존 기체량에 비례한다. 〈계속〉 

[저작권자ⓒ 환경미디어. 무단전재-재배포 금지]

  • 카카오톡 보내기
  • 카카오스토리 보내기
  • 글자크기
  • +
  • -
  • 인쇄
  • 내용복사

헤드라인

섹션별 최신기사

많이 본 기사

오늘의 핫 이슈

ECO 뉴스

more

환경신문고

more

HOT포토