개념 한 쪽
대기환경기사 기기분석 — 기기의 눈금과 교정
기기분석 세트는 기기의 구성과 눈금을 맞추는 조건, 측정 범위와 응답 시간을 묻는다. 원자흡광광도법의 공명선, 비분산적외선 분석법의 광속 변조와 셀 구성, 일산화탄소 분석기의 성능 기준, 흡광광도 장치의 단색화부, 옥시던트 측정의 파장대가 한 묶음으로 나온다. 기기마다 무엇을 재고 무엇으로 눈금을 맞추는지를 갈라 두는 것이 판단의 출발점이다.
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뜻
원자흡광광도법에서는 공명선의 뜻이 갈림길이다. 공명선은 바닥 상태의 원자가 빛을 흡수해 들뜬 상태로 전이할 때 흡수하는 고유한 파장의 선이다. 빛을 반사하는 선이라거나, 다른 선과 근접한 선을 가리킨다고 적으면 정의를 바꾼 것이 된다. 원소마다 흡수하는 파장이 정해져 있으므로 기기 분석에서는 이 선을 기준으로 정량한다.
비분산적외선 분석법은 장치 구성에서 갈린다. 회전섹터는 광속을 변조해 신호 대 잡음비를 높이는 부품이고, 단속 방식은 주파수 특성에 따라 구분된다. 비교셀에는 시료와 같은 농도의 가스를 넣는 것이 아니라 기준이 되는 비교가스를 넣어 시료셀의 신호와 견준다. 흡광광도 장치의 단색화장치는 슬릿을 통해 단색광을 만들며, 슬릿이 탈착되면 빛이 새어 들어가 측정할 수 없게 된다.
성능 기준에는 숫자가 붙는다. 환경대기 중 일산화탄소를 비분산적외선 분석법으로 자동연속 측정할 때 90% 응답시간은 5분이 아니라 3분 이내이다. 굴뚝 배출가스의 일산화탄소를 정전위전해법으로 분석할 때 측정범위는 0~100ppm 또는 0~1000ppm 같은 저농도 범위이며, 5%처럼 높은 값을 측정범위로 적으면 틀린다. 옥시던트 측정에 쓰는 과망간산포타슘은 525~550nm에서 최대 흡광도를 나타내므로, 500~550nm로 넓게 적은 선지도 구분해야 한다.
표준물질의 등급도 기기 분석의 전제이다. 표준품은 원칙적으로 특급 시약 이상을 쓴다. 기기의 표시치를 맞추는 교정가스는 기지 농도의 표준가스이고, 교정 정밀도는 측정값이 얼마나 일치하는지를 가리킨다. 이처럼 기기분석은 어떤 원리로 빛을 재고, 어떤 가스와 시약으로 눈금을 맞추며, 응답시간과 측정범위가 어디까지인지를 함께 확인하는 과목이다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 공명선 정의 바꾸기 — 반사하는 선이나 근접한 선이라고 적은 선지가 틀린다. ② NDIR 구성 뒤집기 — 회전섹터의 광속 변조 기능을 빼거나, 비교셀에 시료와 같은 농도의 가스를 넣는다고 적은 선지가 오답이다. ③ 성능 기준 숫자 흔들기 — CO 자동연속 분석기의 90% 응답시간을 5분으로, 정전위전해법의 측정범위를 5%로 적은 선지를 소거한다. ④ 파장대 넓히기 — 과망간산포타슘의 최대 흡광 파장을 500~550nm로 적은 선지가 틀린다.
자주 묻는 물음
- 원자흡광광도법에서 공명선은 무엇인가요?
- 바닥 상태의 원자가 빛을 흡수해 들뜬 상태로 전이할 때 흡수하는 고유한 파장의 선입니다. 빛을 반사하는 선이 아니고, 다른 선과 근접한 선을 가리키는 것도 아닙니다. 원소마다 흡수 파장이 정해져 있어 이 선을 기준으로 정량합니다.
- 비분산적외선 분석법의 장치는 어떻게 구성되나요?
- 회전섹터가 광속을 변조해 신호 대 잡음비를 높이고, 비교셀에는 시료와 같은 농도의 가스가 아니라 기준이 되는 비교가스를 넣어 시료셀과 견줍니다. 흡광광도 장치의 단색화장치는 슬릿으로 단색광을 만들며, 슬릿이 탈착되면 빛이 새어 측정할 수 없습니다.
- 일산화탄소 분석기의 성능 기준은 무엇인가요?
- 비분산적외선 자동연속 분석기의 90% 응답시간은 3분 이내입니다. 정전위전해법의 측정범위는 0~100ppm 또는 0~1000ppm 같은 저농도 범위이며 5%는 아닙니다. 옥시던트 측정에 쓰는 과망간산포타슘은 525~550nm에서 최대 흡광도를 나타냅니다.
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