[아주대학교 분석화학실험 보고서 A+] UV-VIS 분광광도법 표준물 첨가법과 분광법을 이용한 강철 속 망가니즈(Mn) 함량 분석 예비보고서

소개

"[아주대학교 분석화학실험 보고서 A+] UV-VIS 분광광도법 표준물 첨가법과 분광법을 이용한 강철 속 망가니즈(Mn) 함량 분석 예비보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1) 실험 제목

2) 실험 목적

3) 실험 원리 및 시약 조사
1. 실험 원리
2. 시약 조사
3. Mn2+ 이온과 IO4- 이온이 반응하면, MnO4- 이온과 IO3- 이온이 형성된다. 이 반응의 화학 반응식을 계수를 맞추어 작성하시오.
4. 단일 용액에 대한 표준물 첨가법 수식을 아래와 같이 나타낼 수 있다. 이 수식을 유도하시오. 단, ‘’는 최종 용액의 신호, ‘’는 전체 부피, ‘’는 미지 시료의 초기 부피, ‘’는 초기 용액에서 분석 물질의 신호, ‘’는 초기 용액에서 분석 물질의 농도, ‘’는 가해지는 표준 용액의 농도, ‘’는 가해지는 표준 용액의 부피이다.
5. 강철의 주성분인 철이 Mn의 분석에 방해가 될 수 있기 때문에 강철을 소화시킨 후 인산을 첨가하여 철-인산 착물을 형성시킨다. 철-인산 착물의 구조를 그리시오.
6. 표준물 첨가법(standard addition)에 관한 연구논문(SCI)을 찾아 3개 이상 기입하시오.

4) 실험 방법

본문내용

1) 실험 제목: UV-VIS 분광광도법: 표준물 첨가법과 분광법을 이용한 강철 속 망가니즈(Mn) 함량 분석

2) 실험 목적
표준물 첨가법과 분광법을 이용하여 강철 속에 포함된 망가니즈(Mn)를 정량 분석한다.

3) 실험 원리 및 시약 조사

1. 실험 원리

(1) 강철: 강철은 철로 구성된 합금으로 등급에 따라 탄소 함유량이 중량비로 0.02~1.7%이다. 탄소는 철에 첨가되는 가장 경제적인 합금 재료이지만, 다양한 다른 원소도 합금 재료로 사용된다. 여기서, 탄소 및 다른 원소는 경화제로 작용한다. 합금에서 첨가 원소의 양과 분포를 변화시키면 강철의 경도, 탄성, 연성 및 인장 강도와 같은 특성을 제어할 수 있다. 철과 탄소로만 구성된 탄소강은 강철 생산량의 90%를 차지한다. 반면, 고강도 저합금강은 추가 강도를 제공하기 위해 일반적으로 1.5% 망가니즈(Mn) 등의 다른 원소가 약간 첨가된다. Mn은 황고정, 산화 방지 및 합금화 특성 향상 등의 특성이 있기 때문에 저렴한 비용의 스테인리스 스틸 생산에 핵심 구성 요소이다. 본 실험에서는 강철에 포함된 Mn의 양을 알아본다. 질산에 의해 Mn2+는 색을 띠지 않으므로 IO4-에 의해 산화되어 보라색의 MnO4-이온으로 바뀌게 된다. 강철의 주성분인 철이 Mn의 분석에 방해가 될 수 있기 떄문에 인산을 첨가하여 무색의 철-인산 착물을 형성시켜 철에 의한 방해를 최소화한다. 크로뮴(Cr) 혹은 세륨(Ce)과 같은 금속도 IO4-에 의해 산화되어 색을 갖게 되어 보라색의 Mn 분석에 방해가 될 수 있는데, 이러한 이유 때문에 본 실험에서는 표준물 첨가법을 이용하여 Mn을 분석한다.

(2) 표준물 첨가법: 표준물 첨가법(standard addition)은 미지 시료에 아는 양의 분석물질을 첨가시킨 다음, 증가된 신호를 측정하는 방법으로 상대적으로 증가된 신호로부터 원래 미지 시료 중에 분석물질이 얼마나 함유되어 있는가를 알아낸다.

참고자료

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· Nitric Acid . (n.d.). https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/944.
· Ammonium Persulfate . (n.d.). https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/62648.
· Sodium Bisulfite . (n.d.). https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/23665763.
· Phosphoric Acid . (n.d.). https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/1004.
· Potassium periodate . (n.d.). https://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_periodate.
· Manganese . (n.d.). https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/23930.
· Water . (n.d.). https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/962.
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· 서정기, 김인중, 한명섭, 임명철, 민형식, 조경행. (2009). DRC-ICP/MS에서의 표준물첨가/내부표준물질법을 이용한 플라스틱 시료 중 총 비소의 측정(학술대회자료). 한국분석과학회, n.p..
· 이남례, 주재영, 여용헌. (2017). Real-Time PCR과 Internal Standard Addition법을 이용한 돼지고기 소시지에 혼합된 닭고기의 정량(학술저널). 한국식품영양과학회, n.p..
· Daniel C. Harris, “Quantitative Chemical Analysis” 8th Ed., Freeman, 2010. p.389-405.