측광분석을 통한 비타민제의 철분 정량

문서 내 토픽

1. Beer의 법칙

Beer의 법칙은 A=εbc로 표현되며, A는 흡광도, ε는 몰흡광계수, b는 용액의 길이(cm), c는 용액의 농도(M)를 의미한다. 흡광도는 용액이 빛을 흡수하는 정도를 나타내며, 용액을 통과하는 빛의 거리가 길수록, 용질의 농도가 높을수록 흡광도가 증가한다. 이 법칙을 이용하면 표준용액의 흡광도를 측정하여 일차함수 그래프를 그린 후, 미지시료의 흡광도를 측정하여 농도를 구할 수 있다.
2. o-phenanthroline과 철 착화합물

o-phenanthroline 3개는 Fe2+와 반응하여 ferroin이라 불리는 착물 [phen]3Fe2+를 형성한다. 이 착화합물은 붉은색을 띠며 가역적인 산화/환원 반응을 한다. Fe2+ ferroin은 에너지 상태가 낮아 초록색(510nm) 빛을 흡수하고 붉은색을 반사한다. 반면 Fe3+ ferroin은 색이 옅어 감지하기 어렵다. 페로인은 빠르고 가역적으로 반응하며 용액이 안정하고 색변화가 선명하여 이상적인 산화/환원 지시약이다.
3. 흡수분광법

흡수분광법은 물질에 대한 빛의 흡수현상을 이용한 화학분석법이다. 물질의 색에 따라 가시광선, 자외선, 근적외선 영역을 이용하여 흡광도를 측정한다. 투광도는 빛이 용액을 투과한 양이고, 흡광도는 용액이 빛을 흡수한 양이다. 투광도와 흡광도는 반비례 관계이며, 측정 시 셀의 반사, 산란 등으로 인한 오차를 줄이기 위해 바탕시약으로 기기를 보정한다.
4. 전자기 스펙트럼과 분자 변화

전자기파는 파장이 짧을수록 에너지가 크다. 380~780nm는 가시광선, 더 짧으면 자외선, 더 길면 적외선이다. 파장에 따라 분자나 원자에 미치는 영향이 다르다. 10m~1cm는 스핀 변화, 1cm~100μm는 배향 변화, 100μm~1000nm는 배치 변화, 1000nm~100pm는 전자분포 변화, 100pm 이상은 핵배치 변화를 일으킨다. 분석을 위해 시료에 열, 전기, 빛 등의 자극을 가하면 바닥상태에서 들뜬상태로 전이된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. Beer의 법칙

Beer의 법칙은 분광학에서 매우 중요한 기본 원리입니다. 이 법칙은 용액을 통과하는 빛의 강도가 용질의 농도와 용액의 두께에 따라 지수적으로 감소한다는 것을 설명합니다. 실제 분석 화학 실험에서 Beer의 법칙을 정확히 이해하고 적용하는 것은 정량 분석의 정확성을 크게 향상시킵니다. 다만 실제 실험에서는 여러 편차 요인들(산란, 형광, 화학 반응 등)이 존재하여 완벽한 직선 관계를 얻기 어려울 수 있습니다. 따라서 측정 범위와 조건을 신중하게 설정하여 법칙의 적용 범위 내에서 사용해야 합니다.
2. o-phenanthroline과 철 착화합물

o-phenanthroline은 철 이온과 형성하는 착화합물이 매우 안정적이고 특이적이어서 철의 정량 분석에 널리 사용됩니다. 특히 Fe²⁺ 이온과 형성하는 적색 착화합물은 가시광선 영역에서 강한 흡수를 보여 분광광도법으로 쉽게 측정할 수 있습니다. 이 착화합물의 형성은 pH, 온도, 반응 시간 등 여러 요인에 영향을 받으므로 정확한 분석을 위해서는 이들 조건을 엄격하게 제어해야 합니다. 또한 다른 금속 이온들과의 간섭을 고려하여 선택적 추출이나 마스킹 시약을 사용할 필요가 있습니다.
3. 흡수분광법

흡수분광법은 물질이 특정 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용하여 물질의 정성 및 정량 분석을 수행하는 강력한 분석 기법입니다. 자외선-가시광선 분광법부터 적외선 분광법까지 다양한 영역에서 활용되며, 각 영역은 서로 다른 분자 구조 정보를 제공합니다. 흡수분광법의 장점은 빠른 측정 속도, 높은 감도, 상대적으로 간단한 장비 구성입니다. 그러나 복잡한 혼합물의 분석에서는 스펙트럼 중첩 문제가 발생할 수 있으므로, 이를 해결하기 위해 화학량론적 방법이나 다변량 분석 기법을 병행해야 합니다.
4. 전자기 스펙트럼과 분자 변화

전자기 스펙트럼의 다양한 영역은 분자의 서로 다른 에너지 준위 변화와 대응됩니다. 자외선-가시광선 영역은 전자 전이를, 적외선 영역은 진동 에너지 변화를, 마이크로파 영역은 회전 에너지 변화를 나타냅니다. 이러한 분자의 에너지 변화를 측정함으로써 분자의 구조, 조성, 농도 등 다양한 정보를 얻을 수 있습니다. 분자가 빛을 흡수할 때 전자가 더 높은 에너지 준위로 여기되는 과정은 분자의 화학적 성질과 밀접한 관련이 있으며, 이를 통해 분자의 반응성과 안정성을 이해할 수 있습니다.