음이온 계면활성제 정량법

1. 음이온 계면활성제 정량법 일반시험법 내용 

 1) 음이온 계면활성제 정량법은 검체 중에 함유되는 음이온 계면활성제를 양이온 계면활성제로 직접 콜로이드 적정을 하거나 또는 음이온 계면활성제로 간접적으로 콜로이드 적정을 하여 정량하는 방법이다. 

 

 2) 제 1법

1. 따로 규정이 없는 한 음이온 계면활성제로서 약 1g에 해당하는 양의 검체를 정밀하게 달아 물을 넣어 녹여 1ℓ로하고 이것을 검액으로 한다.
2. 검액 10㎖를 100㎖의 마개 있는 메스실린더에 넣고 산성 메칠 블루 시액 25㎖, 클로로포름 15㎖ 및 물 20㎖를 넣어 0.004M 염화벤제토늄액으로 적정한다.
3. 두 층의 분리가 빨라짐에 따라 매 회의 적정량을 줄이고 종말점 부근에서 조심하면서 1방울씩 적가혀여 종말점은 백색의 배경을 써서 양쪽 층이 다 같이 청색이 될 때로 한다. 그 소비량을 a㎖로 한다.
4. 물 30㎖를 100㎖의 마개 있는 메스실린더에 넣고 산성 메칠렌블루 시액 25㎖ 및 클로로포름 15㎖를 넣어 검액으로 적정한다.
5. 다만 적정은 조심하면서 1방울씩 적가하고 그 종말점은 앞의 조작과 같이 하여 양쪽 층이 다 같이 청색으로 될 때로 한다. 
6. 검액의 소비량 b ㎖ 를 구하고 다음식에 따라 0.004M 염화벤제토늄액의 양을 보정한다.

보정된 0.004M 염화벤제토늄액의 양 (㎖) = a x 10 / (10-b) 0.004M 염화벤제토늄액 1㎖ = 0.004 x 음이온계면활성제의 분자량 (㎖)

 

 3) 제2 법 

1. 따로 규정이 없는 한 음이온 계면활성제로서 약 2g에 해당하는 양의 검체를 정밀하게 달아 물을 넣어 녹여 1ℓ로 하고 이것을 검액으로 한다. 
2. 검액 10㎖를 100㎖의 마개 있는 메스실린더에 넣고 산성 메칠렌블루 시액 25㎖ 및 클로로포름 15㎖를 넣고 여기에 0.004M 염화벤제토늄액 20㎖를 넣어 잘 흔들어 섞은 다음 0.004M 라우릴 황산나트륨액으로 적정한다. 
3. 적정은 처음 2㎖씩 넣고 매회 마개를 막고 세게 흔들어 섞은 다음 정치한다. 
4. 두 층의 분리가 빨라짐에 따라 매회의 적정량을 줄이고 종말점 부근에서 조심하면서 1방울씩 적가한다. 
5. 다만 적정의 종말점은 백색의 배경을 써서 양쪽층이 다 같이 청색이 될 때로 한다. 
6. 같은 방법으로 공시험을 하여 보정한다. 

0.004M 라우릴황산나트륨액 1㎖ = 0.004M x 음이온 계면활성제의 분자량 (mg)

 

2. 알아두어야 할 내용들 

 1) 계면활성제 

• 정의 : 계면에 흡착하여 그 표면장력을 감소시키는 물질.
• 물과 오일이 잘 섞이게 해주는 물질. 섞이지 않는 두 가지 시료를 잘 섞어주는 역향을 함. (물에 녹았을 때 기포력, 세정 역할, 습윤제 역할로 계면활성제를 구분함.)

 2) 계면활성제의 분류

•  계면활성제를 분류하는 방법은 화학구조별, 합성방법별, 성능별, 용도별, 주요 원료별 등이 있다. 현재 실용상 가장 보편적으로 사용되고 있는 분류 방법은 계면활성제가 수용액에서 계면활성을 나타내는 부분의 성질 (친수성 기의 이온 해리의 성질)에 따른 분류이다. 
• 음이온 계면활성제 : 물에 계면활성제를 요해시킬 경우, 친수부가 -이온으로 해리하는 것. 가장 많이 이용되어 왔기 때문에 그 종류가 매우 많다. 음이온 계면활성제의 친수기로 가장 중요하며, 많은 제품에 존재하는 것은 카르복시산, 황산 에스테르, 술폰산의 3종류인데 대개는 이들을 가용성염으로 사용하고 있다. 
• 양이온 계면활성제 : 물에 계면활성제를 용해시킬 경우, 친수부가 +이온으로 해리하는 것. 보통 역성 비누 또는 양성 비누라고 하는 것은 양이온 계면활성제의 수소 기는 음이온 계면활성제와 같이 종류는 많으나 친수기로서의 조염하여 얻은 1~3차아민을 함유하는 단순한 아민염과 4차 암모늄염이 대부분이며, 여기에 극히 소수인 포스포늄염, 설포늄염 등 이른바 오늄화합물이라고 물리는 것들이 포함되어 있다. 
• 양쪽성 계면활성제 : 물에 계면활성제를 용해시킬 경우, 물의 수소이온 농도에 따라 +로도 -이온으로도 해리하는 것. 양쪽성 계면활성제는 양이온성 관능기와 음이온성 관능 기를 하나 또는 그 이상 동시에 가지고 있는 활성아제로 친수성기의 음이온 활성기에 의한 분류법과 화합물 구조에 의한 분류 방법이 있다. 
• 비이온성 계면활성제 : 물에 계면활성제를 용해시킬 경우, 이온으로 해리하지 않는 것. 수용액에서 이온으로 해리하는 기를 가지고 있지 않는 계면활성제로서 -OH 기를 갖고 있다. 비교적 친수성은 작지만 분자 내에 에스테르, 산아미드, 에테르 결합을 갖고 있다. 

 

 3) 메틸렌 블루 (산성욕액)와 음이온 계면활성제와의 반응 관계

 

적전 전

• 산성용액에서 메틸렌 블루는 청색을 띠고 있어 수용액 층은 청색을 띠게 된다.
• 여기에 음이온 계면활성제가 첨가되면 음이온 계면활성제는 산성에서 음이온을 띠고 메틸렌 블루와 결합한 후 수용액 층에서 클로로포름 층으로 이동한다.
• 이 상태에서 양이온 계면활성제를 서서히 넣어 줌으로써 음이온 계면활성제와 결합하고 있던 메틸렌 블루 시약이 다시 수용액 층으로 밀려 올라가게 된다. 

적정 점

• 적정 점에서는 메틸렌 블루 시약이 수용액 층과 클로로포름 층이 동일한 색상이 된다. 

3. 실험 기구 및 시약

 1) 기구 : 마게 달 린 메스실린더, 비커, 피펫, 뷰렛, 뷰렛 클램프, 삼각플라스크, 스탠드, 필러, 약수저, 메스플라스크.

 2) 시약 : 클로로포름, 메틸렌블루, 염화벤제토늄, 황산, 무수 황산나트륨, 증류수, 라우릴 황산나트륨.