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목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론적 배경
2. 실험 기기 및 시약
2.1. FTIR(푸리에 변환 적외선 분광기)
2.2. 실험 재료 및 준비
3. 실험 방법
3.1. 브롬화칼륨 정제법
3.2. 용액법
3.3. 기타 측정법
4. 실험 결과
4.1. 흡광도와 용액 농도의 관계
4.2. 물질의 적외선 흡수 스펙트럼 분석
5. 결과 고찰
5.1. 분광광도계의 원리와 응용
5.2. 물질의 화학적 구조 분석
6. 결론
7. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
자외선-가시광선 분광기를 이용하여 착색물질의 농도를 정확하고 빠르게 측정하는 방법을 확인하고, 물질의 화학적 구조를 분석할 수 있다. 또한 분광광도계의 원리와 다양한 적외선 분광법의 측정 방식을 이해한다.
FTIR 실험을 통해 물질의 적외선 흡수 스펙트럼을 분석하여 화학적 구조를 파악할 수 있다. 흡광도와 용액 농도의 관계를 살펴봄으로써 분광광도계의 원리를 확인하고, 이를 활용하여 물질의 화학적 성질을 파악할 수 있다. 다양한 적외선 분광 측정법을 비교하여 물질의 특성에 따라 적합한 측정 방식을 선택할 수 있다. 이를 통해 분광광도계의 원리와 적용 분야를 이해하고, 물질의 화학적 구조 분석 능력을 기를 수 있다. [2]
1.2. 실험 이론적 배경
물질에는 각각 특수한 파장의 빛을 흡수하는 성질이 있으며, 흡수된 빛을 파장에 따라 나타낸 것을 스펙트럼(spectrum)이라고 한다. 이러한 스펙트럼을 측정하는 기기를 분광기라고 부른다. 빛의 에너지는 파장에 반비례하므로 흡수된 빛의 파장을 측정하면 물질이 흡수한 에너지를 알 수 있다.
물질을 이루는 분자는 다양한 형태의 운동이 가능하고 그 운동 에너지에 해당하는 빛을 흡수하면 분자는 들뜬 상태로 전이된다. 자외선과 가시광선 영역의 에너지는 분자 내의 전자의 에너지 상태를 바꿀 수 있고, 적외선 영역에서는 원자 간의 신축, 변자 등의 진동과 관계가 있다. 따라서 전자기파의 파장과 에너지는 밀접한 관계가 있으며, 흡수 과정의 측정을 통해 분자나 원자의 내부 에너지 준위의 차이를 알 수 있다.
물질에 자외선 가시광선을 쪼여주면 빛이 일부 흡수되고 나머지는 통과한다. 매질에 흡수될 때 시료를 투과하기 전 빛의 세기 I0와 투과한 후 빛의 세기 I의 관계는 Beer-Lambert 법칙에 의해 표현되며, 이 때 흡광도 A는 용액 내의 농도와 비례한다. 따라서 흡광도 측정을 통해 용액 내 물질의 농도를 추정할 수 있다.
적외선 분광법은 분자 진동 및 회전에 의해 일어나는 적외선 영역의 빛 흡수 현상을 이용한다. 유기분자의 많은 작용기는 IR 스펙트럼의 일정한 부위에 나타나는 흡수대에 상응하는 특징적인 진동을 보여주므로, 이를 통해 물질의 구조를 분석할 수 있다. 이러한 이점으로 인해 적외선 분광법은 물질의 화학적 성분 분석에 널리 활용되고 있다. []
2. 실험 기기 및 시약
2.1. FTIR(푸리에 변환 적외선 분광기)
FTIR(푸리에 변환 적외선 분광기)는 푸리에 변환 기법을 활용한 적외선 분광법의 하나이다. 시료를 백색광으로 쪼인 뒤 전체 파장을 동시에 기록하고 이를 다시 푸리에 변환시켜 각 성분으로 분류하여 전형적인 스펙트럼을 얻는다. 기존의 적외선 분광법에 비해 속도와 감도가 높다. 또한 실험방식 역시 다양한 방법이 있다.
브롬화칼륨정제법은 전 영역의 스펙트럼을 볼 수가 있어서 가장 일반적으로 사용되는 측정법이다. 고체검체 1 ∼ 2 mg을 마노약절구에서 가루로 하고 여기에 적외부스펙트럼용 브롬화칼륨 또는 적외부스펙트럼용 염화칼륨 0.10 ∼ 0.20 g을 넣어 습기가 혼입되지 않도록 조심하면서 빨리 잘 갈아 섞은 다음 정제성형기로 압축하여 정제로 만든다.
용액법은 의약품각조에서 규정하는 방법으로 만든 검액을 액체용 고정셀에 넣고 검체의 조제에 쓴 용매를 대조로 하여 측정한다. 또한 이 방법에 쓰는 용매는 검체와의 상호작용 또는 화학반응을 하지 않고 창판을 침식하지 않는 것을 쓴다.
페이스트법은 고체검체 5 ∼ 10 mg을 마노약절구에 넣고 가루로 하여 따로 규정이 없는 한 유동파라핀 1 ∼ 2 방울과 잘 섞어 검체 페이스트를 만든다. 검체페이스트를 창판의 중심부에 얇게 편 다음 공기가 들어가지 않게 조심하면서 다른 창판으로 겹쳐서 측정한다.
액막법은 액체검체 1 ∼ 2 방울을 두 장의 창판 사이에 끼워 측정한다. 액층을 두껍게 할 필요가 있을 때에는 알루미늄박 등의 사이띄우개를 2 장의 창판 사이에 끼우고 그 중에 액체검체가 고이도록 한다.
박막법은 검체를 박막 그대로 또는 의약품각조에서 규정하는 방법에 따라 박막으로 만든 다음 측정한다.
기체검체측정법은 검체를 배기시킨 5 또는 10 cm길이의 광로를 갖는 기체셀에 의약품각조에서 규정하는 압력으로 도입하여 측정한다.
ATR법은 검체를 ATR(Attenuated Tota...
참고 자료
인하공전 e러닝 2주차 온도계보정_원리 및 이론
인하공전 e러닝 2주차 온도계보정_실험방법
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