화학발광법에 의한 수용액 중의 선택적 수은(II) 이온 정량

Abstract

루미놀 화학발광 시스템(luminol-<TEX>$H_2O_2$</TEX>)을 이용하여 수용액 중의 수은(II) 이온을 선택적으로 정량분석 하였다. 루미놀과 과산화수소의 반응에서 촉매작용을 하는 구리(II), 철(III), 크롬(III) 이온 등 다양한 금속이온의 농도를 정량분석한 연구결과가 보고되어 있다. 본 연구에서는 수은(II) 이온이 루미놀과 과산화수소의 반응에서 다른 금속이온과 같이 촉매작용을 하는 것을 관찰하였으며, 수용액 중 수은(II) 이온의 정량분석 조건을 최적화하기 위하여 반응시간, pH등에 따른 영향을 조사하였다. 또한 수은이온이 갖는 1가와 2가 산화수 중에서 수은(I) 이온은 루미놀과 과산화수소의 반응에 있어서 촉매작용을 하지 않았을 뿐만 아니라 반응에 어떠한 영향도 미치지 않았다. 또한 수은(I)과 수은(II) 이온이 공존하는 수용액 중의 수은(II) 이온의 분석과정에서 수은(I) 이온의 방해 효과는 관찰되지 않았다. 이를 바탕으로 하여 루미놀 화학발광 시스템을 이용하여 수용액 중의 수은(II) 이온만 선택적으로 분석하는 것이 가능하다는 결과와 함께 화학발광분석법과 ICP분석법으로부터 얻은 실험결과를 비교하여 수용액 내에 존재하는 수은 이온의 산화수별 농도를 확인할 수 있다. 루미놀 화학발광 시스템의 최적 분석조건 하에서, 수용액 중의 선택적 수은(II) 이온의 정량분석을 위해 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 농도범위는 <TEX>$1.25{\times}10^{-5}{\sim}2.50{\times}10^{-3}M$</TEX>이며, 이때 상관계수는 0.991이고, 검출한계는 <TEX>$1.25{\times}10^{-7}M$</TEX>이었다. A selective determination method of mercury (II) ion in aqueous solution by luminol-based chemiluminescence system (luminol CL system) has been developed. Determination of metal ions such as copper (II), iron (III), chromium (III) ion in solution by the luminol CL system using its catalytic role in the reaction of luminol and hydrogen peroxide has been reported by several groups. In this study, the catalytic activity of mercury (II) ion in the reaction of luminol and hydrogen peroxide was observed by the enhanced CL intensity of the luminol CL system. Based on this phenomenon, experimental conditions of the luminol CL system were investigated and optimized to determine mercury (II) ion in aqueous solution. While mercury (II) ion in mixed sample solution containing mercury (I) and (II) ions highly enhanced the CL intensity of the luminol CL system, the mercury (I) ion could not enhanced the CL intensity. Thus selective determination of the mercury (II) ions in a mixture containing mercury (I) and (II) ions could be achieved. Each concentration of mercury (I) and (II) ions in aqueous solution can be obtained from the results of the CL method that give the concentration of only mercury (II) ion and the inductively coupled plasma (ICP) method that give the total concentration of mercury ions. On the optimized conditions, the calibration curve of mercury (II) ion was linear over the range from <TEX>$1.25{\times}10^{-5}$</TEX> to <TEX>$2.50{\times}10^{-3}M$</TEX> with correlation coefficient of 0.991. The detection limit of mercury (II) ion in aqueous solution was calculated to be <TEX>$1.25{\times}10^{-7}M$</TEX>.