Laccaic acid A-XAD-2 킬레이트 수지의 선택성 정의한·정기호 부산대학교 화학과 Selectivity of Laccaic acid A-XAD-2 Chelate Resin Eui Han Jung and Gi Ho Jeong Department of Chemistry, Pusan National University Kumjeong-gu Jangjeon-dong San-30, Pusan 609-735, Korea The chelation property was investigated for Pb(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), As(Ⅲ), Mg, K, and Cd(Ⅱ) to Laccaic acid A-XAD-7 chelating resin. This resin revealed chelating proporty for Pb(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), and Cd(Ⅱ), but, did not for As(Ⅲ), Mg and K. The total adsorption capacity for each metal was ordered Pb(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Zn(Ⅱ). This resin has the soft chelating property for metals and shows the same acid dissociation constant(pKa) with phthalic acid. keyword : selectivity, Laccaic acid A, soft metal 1. 서론 현재 킬레이트 수지를 이용하여 중금속의 분리 및 농축에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이온교환 수지로 중금속을 분리하거나 농축하는 방법은 적당한 조건에서 특정 금속과 킬레이트 화합물을 형성할 수 있는 적당한 작용기를 이온교환 수지에 부착하거나 또는 용액에서 이온교환 수지와 적당한 착물을 형성하게 함으로써 특정 중금속에 대한 선택성을 높일 수 있다. Myasoedova1)등은 일반 이온교환 수지에 비해 킬레이트형 수지가 금속이온과 더 센 결합을 형성하는 동시에 더 높은 선택성을 가지며, 수지의 선택성이 금속이온의 크기, 하전량 등 물리적 성질보다 리간드의 성질에 더 의존하고 있음을 발견하였다. 가장 많이 사용되고 있는 iminodiacetate 작용기를 가진 수지인 Chelex 1002)은 알칼리 또는 알칼리 토금속으로부터 전이금속이온을 분리하거나 중금속과 이온쌍을 형성하여 분리시키는 방법으로 사용되고 있다. 두 번째로 많이 이용되고 있는 것은 poly(dithiocarbamate) 수지2)로서 알칼리 및 알칼리 토금속은 이 수지와 착물을 형성하지 않으며, Cr(Ⅳ)와 Fe(Ⅲ)은 이 수지와 착물을 형성할 수 있지만 Cr(Ⅲ)과 Fe(Ⅱ)은 착물을 형성하지 않는 선택성이 있다. Vernon등3)은 수용액 중의 V(Ⅴ), Fe(Ⅲ) 및 Hg(Ⅱ)를 선택적으로 흡착시키기 위하여 polyacrylonitrile로부터 hydroxamine기를 갖는 킬레이트 수지를 합성하였고 pH를 조절하여 Cu(Ⅱ)로부터 Fe(Ⅲ)을 분리·흡착시켰으며, amidoxime기를 갖는 Duolite Cs-346 킬레이트 수지4)를 이용하여 Fe(Ⅲ)과 Cu(Ⅱ)로부터 UO2(Ⅱ)를 각각 분리·흡착시켰다. Fritz등5)은 다공성 고분자 수지인 XAD-4에 thioglycoloyloxymethyl기를 붙인 HTC-4 킬레이트 수지를 합성하여 산성 용액에서 Ag(Ⅰ), Hg(Ⅱ), Bi(Ⅲ), 및 Au(Ⅲ)을 흡착시키고 회수하였다. 또한 propylenediaminetetraacetic acid기를 갖는 PPTA-4 킬레이트 수지로는 U(Ⅳ), Th(Ⅳ) 및 Zr(Ⅳ)을 선택적으로 흡착시켰고, Mn(Ⅱ)를 Mg(Ⅱ)와 Zn(Ⅱ)로부터 Cu(Ⅱ)를 여러 가지 전이금속들로부터 분리하였다.6) Au(Ⅲ)만을 선택적으로 흡착하기 위하여 amide기를 포함하는 킬레이트 수지를 이용하였고7) thioglycoloyloxymethyl기를 갖는 수지 또한 여러 가지 금속이온의 분리 및 회수에 이용하였다. 본 연구에서는 Lac A XAD-2 킬레이트 수지에 Pb(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), As(Ⅲ), Fe(Ⅱ), Bi(Ⅲ), Mg, K, 및 Cd의 킬레이트 특성을 조사하고 그 선택성을 논하고자 한다. 2. 재료 및 방법 2. 1. 측정 및 실험기구 본 연구에서 중금속의 정량은 원자흡광광도계(AAS, Perkin-elmer 5100PC)를 사용하였다. As(Ⅲ)는 FIAS 100을 원자흡광광도계에 부착하여 측정하였으며, Bi(Ⅲ)의 측정은 유도 결합 플라즈마 원자방출분광계(ICP-AES, SPS1200A, Seiko. Japan)를 사용하였고 미량의 중금속 측정은 ICP-MS(HP4500, Hewlett-Packard Co. 미국)를 사용하였다. 2. 2 시약 킬레이트 특성을 조사하기 위해 사용한 각각의 금속염은 Pb(NO3)2, CuSO4·5H2O, Zn(CH3COO)2·2H2O, As2O3, FeSO4·5H2O, Bi(NO3)3·5H2O, MgCl2, KCl, 및 CdCl2를 사용하였다. 또 각각의 표준물질은 AA용 표준용액을 사용하였고, 실험에서 사용한 기타 모든 시약은 특급 또는 일급을 정제하지 않고 사용하였다. 2. 3. 금속이온의 킬레이트 특성 위의 금속염을 순수에 녹여 금속이온으로서 약 1000 ppm을 만들어 1 ml씩 삼각 플라스크에 넣고 Lac A XAD-2 킬레이트 수지를 0.1 g씩 넣은 후 0.01 M 초산염 완충용액 100 ml를 가하여 1시간 진탕한 후 여과하여 여액의 농도를 AA 및 ICP-AES로 측정하였다. As(Ⅲ)의 경우에는 이 여액을 50배 희석하여 AA로 측정하였다. 또 여과지상의 킬레이트 수지를 0.01 M 염산 또는 0.01 M 질산으로 추출하여 AA 및 ICP-AES로 측정하여 위의 흡착량을 확인하였다. 2. 4. Pb(Ⅱ)