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[단위 조작 실험]uv 농도 측정 예비

1. 실험목적UV-Vis Spectrephotometry(UV-1601)을 이용하여 시료의 농도를 측정한다.2. 이론바닥상태에 있는 원자나 분자는 그 종류에 따라서 서로 다른 특수한 파장의 빛을 흡수 하 면서 전자 전이를 일으킨다.?흡수하는 파장 - 원자 또는 분자가 전자 구조 조성?흡수하는 빛의 세기(흡광도) - 원자나 분자의 농도를 결정?자외선 : 200 - 400 nm ? 가시광선 : 400 - 900 nm?분광법에 사용되는 파장 범위는 약 200 - 1000 nm?사용 범위 : 190 - 820 nm?Absorption Spectrum복사선이 고체, 액체 또는 기체층을 통과할 때 원자, 분자 또는 이온을 구성하고 있는 전자가 복사선을 흡수하는 경우 그 복사선의 Photon Energy 만큼 높은 Energy 준위로 옮겨가게 된다.이들 Electronic Energy 전위차는 각 화학종에 따라 고유 값을 갖고 있으며 흡수되는 복사선의 주파수를 조사하여 시료 중의 성분물질을 알 수 있다.1) Absorption Spectrum의 분류? Electron Spectrum 80㎛ 이하의 파장에 의하여 생기며 전자 전이에 해당한다.△E가 커짐에 따라 Visible에서 Ultraviolet로 Absorption Spectrum이 이동한다.? Rotation Spectrum 40㎛ 로부터 ㎛ 범위의 파장으로 주로 Gas분자에 대해서만 생 긴다.Liquid, Solid에서는 명확한 Rotation 은 일어나지 않는다.? Vibration Spectrum 2㎛～100㎛ 복사선에 의하여 생기며 Photon Energy는 분 자의 진동을 일으키며 적외선 Absorption Spectrum에 속한다.2) 원 리한 분자는 연속적으로 변하는 전이 Energy와 불연속적으로 변하는 내부 Energy를 갖 고 있다.여기에 전자기복사선을 가하면 전자파의 Energy일부가 분자네 Energy로 변하여 전자 파의 일부는 흡수된다.* 진동수 F를 가지는 전자파를 흡수하면?E1 - E0 = E = hFE1 : 전이 상태의 Energy E0 : 분자의 기준상태 Energyh : Plank 상수 (6623 × 10-27)F : 흡수된 광의 진동수 (Cycle/sec)F = C/λ (C : 광속도 [Sec-1], λ : Wave Length)* Wave Length와 Wave number(γ)의 관계?γ = 1/λ = F/C1) 원자 흡수 Spectrum (Atomic Absorption)단일원자 입자로 구성된 매질입자에 자외선의 파장을 연속적으로 변화시켰을 때 몇 가지 일정한 주파수의 복사선이 흡수되어 Sample 원자중의 일부 전자가 더 높은 energy 상태로 전이가 일어나 좁은 Absorption peak가 나타나게 된다.분자 흡수 Spectrum (Molecular Absorption)2) 다원자분자 혹은 이온이 복사선을 흡수할 때 전자들의 Energy준위의 전이가 다양 하고 복잡하다.Molecular Absorption Spectrum은 넓은 파장영역에서 걸쳐 Absorption Spectrum으 로 나타나는 것이 특징이다.?분자의 Total 내부 Energy는 Etot = E전자 + E진동 + E회전E전자 : 분자의 전자 Energy, E진동 : 결합된 원자 사이의 진동 EnergyE회전 : 분자가 어떤 중심을 축으로 회전하는데 필요한 Energy일반적으로 E전자 > E진동 > E회전 이다.3. 실험기구* uv-vis spectrophotometer어떤 시료의 분자가 어느 파장의 빛을 흡수하며, 그 흡광도는 얼마나 되는지 측정하는 기 기 장치▲ UV-1601거의 A2사이즈의 컴펙트 설계, 무게도 18kg으로 혼자서 들 수 있는 가벼운 모델이다.전용키로, 심플한 조작, LCD상의 표시로 쉬운대화, 조작성도 뛰어나다.정량, 정성에 필요한 거의 모든 기능이 표준내용으로 구성되어 있고, 옵션의 IC카드로 기능을 확장할 수 있다.옵션의 최신 윈도우 소프트웨어로 컴퓨터연결도 가능하다.▲ 스크린미량시료측정(Nucleics acid, Protein 분석에 많이 이용)3㎕의 케피러리셀, 50㎕의 초 마이크로셀등, 미량시료측정을 위해 옵션이 잘 갖추어져있다.우측은 DNA인산 버퍼용액의 흡수스펙트럼을 3㎕의 케피러리셀을 이용해 측정한 결과 이다.자외 파장 영역의 측정에도 불구하고 광속이 좁혀져 있기 때문에 높은 S/N의 스펙트럼을 얻을 수 있다. 하기의 것은 그때의 검량선이다.4. 실험방법자외선 흡광 광도 법으로 NO3-N 측정▲ 측정 원리pH 12이상의 알칼리성에서 유기물질을 성 액으로 산성으로 하여 아질산염을 은폐시키고 질산성 질소의 흡광도를 215nm에서 측정하는 방법▲ 시험 시약 만들기① 질산성 질소 표준 원액 (0.1㎎ NO3-N/㎖)을 만든다.미리 105～110℃에서 약 4시간 건조한 질산칼륨(표준시약)을 사용한다.KNO3 : N = 101.11 g : 14.0067 g = x : 100 ppm x = 721.8 ppm∴ 질산칼륨(표준 시약) 0.7218g을 정밀히 달아 물에 녹여 정확히 1,000㎖로 한다.

공학/기술| 2005.10.29| 3페이지| 1,000원| 조회(838)

UV, 농도 측정, UV-Vis Spectrephotom

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[단위 조작]광촉매를 이용한 메틸렌 블루 제거 실험

단위조작실험II1. 실험 제목 : 광촉매를 이용한 메틸렌 블루 제거 실험2. 실험 목적물리화학적인 처리기술인 광촉매를 이용한 메틸렌 블루 제거 실험을 습득한다. 광촉매 주입량에 따른 분해율 조사와 메틸렌 블루의 농도 변화에 따른 분해율 조사를 이해한다.3. 이 론이산화티탄(TiO2)은 광이 조사되면 전기가 통하게 되는 광반도체이다. 광촉매란 광 여기를 받아서 촉매작용을 나타내는 물질을 총칭하며, 광촉매 재료는 클로로필로 대표되는 금속 착체와 반도체로 대별할 수 있다. 광반도체 물질은 그 결정구조에 따라 서로 활성의 차이가 크게 나타나며, TiO2 경우 Anatase, Rutile, Brookite 등 크게 세 가지 종류의 결정구조를 갖는 것으로 보고 되었다. TiO2 광촉매가 강력한 산화력을 가지는 OH 라디칼을 생성하는 단계는 빛 쌍의 생성을 유발시키는 단계로부터 시작된다. (화학식 생략)* TiO2를 사용한 광촉매 반응의 특징1) 여기 전자의 환원력에 비하여 정공의 산화력이 훨씬 강하다. 이 산화력으로 유기화합물이나 질소산화물 등을 산화 분해할 수 있는데, 이는 생물학적 산화 력으로 살균 및 항균 처리에 이용되고 유지나 담배 진처럼 분자량이 큰 유기 물도 분해할 수 있다. 또한 염소나 오존보다 강한 산화력을 가진다.2) TiO2가 광 여기 되면 전자와 정공의 쌍이 생성되어 존재하는 물질과 산화? 환원반응을 일으킨다. 이 때 TiO2 자신은 산화나 환원이 되지 않으며, 촉매의 역할에만 전념, 광촉매로 반영구적으로 사용이 가능하다.3) TiO2는 387nm의 파장 이하의 자외선을 조사하면 광화학 반응이 진행되고, 다시 말해 가시광선에는 거의 반응하지 않으므로 실용적인 면에서 응용할 수 있는 이점이 있다.4. 실험 방법회분식 반응조에 전처리된 TiO2 광촉매 분말을 각각 g수를 달리하여 취한 후 일정량의 메틸렌 블루 용액을 투여한 후 UV를 시간을 달리하여 쬐여 준다. 이 때 UV spectrophotometer를 이용하여 측정한다. TiO2의 양에 따른 분해율을 실험한 후 적정 g 을 경정하여, 동일 g에서 pH의 변화에 따른 분해율, UV 광원의 종에 따른 분해율과 메틸렌 블루의 농도 변화에 따른 광촉매의 분해율을 조사한다.

공학/기술| 2005.10.29| 2페이지| 1,000원| 조회(1,911)

광촉매, 메틸렌 블루, 제거 실험

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[단위조작 실험]uv 농도 측정 결과

※ 결과 및 고찰?시료 만들기.농도(C : mg/L) =× 10620 ppm =× 106x = 0.002 mg50 ppm =× 106x = 0.005 mg100 ppm =× 106x = 0.01 mg200 ppm =× 106x = 0.02 mg우선 용질의 양을 정확히 측정하여 원하는 각 시료의 농도를 만들었다.그 다음 각 농도의 시료를 셀에 넣은 후 기기를 이용하여 흡광도를 측정한다.측정하는 과정에서 용액을 담는 셀을 잡을 때에는 꼭 불투명한 부분을 잡아야 한다.셀의 두면은 불투명하고 두면은 투명한데 투명한 부분으로 빛이 지나가기 때문에 지문을 남긴다든지 용액이 묻어서도, 먼지가 묻어서도 안 된다.그래서 투명한 부분에 용액이 묻었을 때에는 티슈로 닦아 주었다.그렇게 한 후 투명한 부분이 빛을 통과하는 쪽으로 향하게 잘 넣고 기기의 뚜껑을 닫아 흡광도를 측정했다.시료의 농도가 낮은 것부터 높은 순으로 측정하고 마지막에 미지용액을 넣어 측정을 했다.미지용액을 넣자마자 농도는 컴퓨터로 계산되어 나왔다.beer's law에 따라 흡광도 A=?bC 이다.일정한 파장에서의 흡광도 A는 물질 고유의 흡광계수(?)와 UV cell 에서의 light path length(b : 보통 1cm cell을 이용), 그리고 시료의 농도의 곱으로 결정 된다.따라서 시료 용액의 흡광도는 시료의 농도 및 시료 용기의 두께에 비례한다.그러므로 용기의 두께 b를 일정하게 하면 흡광도는 시료의 농도에만 직선적으로 비례하게 된다.UV 를 통해서 A 값을 측정하면 농도 C는 위 식을 통해 얻어지게 된다.식에서 ?와 b는 각 시료의 측정 물질이 같고, 시료용기가 같으므로 상수 취급하여 흡광도(A)가 농도(C)에 비례한 직선 그래프가 나온다.(x축은 농도, y축은 흡광도)

공학/기술| 2005.10.29| 2페이지| 1,000원| 조회(1,088)

UV, 농도 측정, 메틸렌 블루 농도 측?

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[반도체 공정 공학]반도체 제작 과정 평가A+최고예요

1. 웨이퍼 제조 및 회로 설계○ 단결정 성장: 고 순도로 정제된 실리콘(규소)용액을 주물에 넣어 회전시키면서 실리콘 기둥을 만든다.○ 실리콘 봉 절단: 규소 기둥을 똑같은 두께의 얇은 웨이퍼로 잘라낸다. 둥근 거울 같은 것이 웨이퍼이다.○ 웨이퍼 표면 안마: 웨이퍼의 한쪽 면을 닦아 거울처럼 만들어 준다. 이 연마된 표면에 전자 회로의 패 턴을 그려 넣게 된다.○ 회로 설계: 컴퓨터 시스템을 이용해 전자회로 패턴을 설계한다. 보통 반도체의 회로도면은 50~100미터 정도의 크기다. 회로가 제대로 연결되었는지를 확인하기 위해서는 도면 위에 올라가 기어 다니면서 눈 으로 검사한다.○ 마스크 제작: 설계된 회로 패턴을 유리판위에 그린다. 이것이 마스크로 포토 마스크라고도 하는데 사진 용 원판의 구실을 한다. 현상 공정에서 마스크를 웨이퍼 위에 얹은 다음 강한 자외선을 비추면 유리 위 에 그려진 회로가 웨이퍼에도 똑같이 그려진다.2. 웨이퍼 가공○ 산화 공정: 고온(800~1200도)에서 산소나 수증기를 실리콘 웨이퍼 표면에 뿌려 산화 막을 형성시킨다. 산화 막은 웨이퍼 위에 그려질 배선끼리 합선되지 않도록 서로를 구분해 준다. 배선간의 간격이 미세 하기 때문에 합선이 될 경우가 많다.○ 감광액(Photoresist) 도포: 감광액을 웨이퍼 표면에 고르게 바른다. 그 다음 이를 살짝 구워서 얼라이 너(Aligner)라고 불리는 사진 촬영장치로 보낸다. 이때부터 웨이퍼는 사진의 인화지 역할을 한다.○ 노광(Exposure): 포토 마스크를 웨이퍼 위에 얹은 다음, 조준을 맞추고 강한 자외선을 통과 시킨다. 자외선 빛은 마스크 위의 회로 패턴을 웨이퍼에 그려준다.○ 현상(Development): 현상액을 웨이퍼에 뿌리면 웨이퍼는 노광 과정에서 빛을 받은 부분과 받지 않은 부분으로 구분되는데, 빛을 받은 부분의 현상액은 날아가고 빛을 받지 않은 부분은 그대로 남는다.○ 식각(Etching): 웨이퍼에 회로 패턴을 만들어 주기 위해 화공약품이나 부식성 가스를 이용해 필요 없는 부분을 선택적으로 없앤다. 현상액이 남아있는 부분을 남겨둔 채 나머지 부분은 부식시킨다. 식각이 끝 나면 감광액도 황산용액으로 제거 한다.○ 이온 주입(Ion Implantation): 회로까지 연결된 부분에 불순물을 미세한 가스 입자 형태로 뿌려 침투 시킨다. 전기소자의 특성을 만들어 준다.○ 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition): 가스의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼 표면에 수증기 형태로 쏘아(증착) 절연막이나 전도성막을 형성시킨다. 일종의 보호막과도 같은 역할을 한다.○ 금속배선(Metallization): 웨이퍼 표면에 형성된 회로를 금, 은, 알루미늄 선으로 연결시키는 공정. 금속 에 전기적 충격을 주면 금속이 물방울처럼 증발하는데 여기에 웨이퍼를 넣어 회로를 연결시킨다.3. 조립 및 검사○ 웨이퍼 자동 선별: 칩들의 불량 여부를 컴퓨터로 검사하여 불량품을 골라낸다.

공학/기술| 2005.10.29| 1페이지| 1,000원| 조회(3,535)

반도체, 반도체 공정, 반도체 제작 과정

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점도 측정 결과 평가A좋아요

◎점도 측정♡결과⇒ 95 % 에탄올을 20 ~80 % 에탄올 수용액으로 만들기.95 % 에탄올 10㎖에는 9.5㎖의 에탄올과 0.5㎖의 물이 있기 때문에. 20%의 에탄올 수용액을 만드는 방법은 다음과 같다.9.5㎖──── × 100 = 20 %(x + 10)㎖∴ 95% 에탄올 10㎖에 37.5㎖의 물을 첨가하면 20 % 에탄올 수용액을 얻을 수 있다.20% 에탄올40% 에탄올60% 에탄올80% 에탄올에탄올10㎖당 물의 양(㎖)37.513.85.81.9ㅇ 에탄올의 농도에 따른 밀도( 20℃ 일 때)농도(%)20%40%60%80%밀도(g/ml)0.968640.935180.891130.84344o 상온 20℃라 했을 때. 물의 절대점성도는 1.005cp 이고, 물의 밀도는 0.99823 이다.η에탄올 ρ에탄올 t시간───── = ────────η물ρ물 t시간ㅇ 위 식에 의해 에탄올 20 % ~ 80 %의 물에 대한 상대점성도를 구하면 다음과 같다.시료점도(cp)3회 평균 시간(s)증류수1.00562에탄올 20%1.762112에탄올 40%2.370156에탄올 60%2.503173에탄올 80%1.972144♡고찰이번 실험에서 사용된 항온조는 물중탕에 의한 것으로 흔히 쓰이는 온도 범위 안에서는 0.1~0.01℃ 정도인 오차로써 조작을 일정한 온도를 유지하면서 하기 위해 사용된다.이것은 유체의 점성 계수는 온도에 의해 크게 변하기 때문이다.기체의 경우 흐를 때 마찰력은 분자간의 응집력 때문에 생기는 것이 아니라 분자간의 충 돌로 인한 충격력 때문에 생기는 것이므로 온도가 상승하면 분자간의 충돌은 더욱 더 활 발해져 결과적으로 운동량의 증가를 초래하여 많은 저항을 가져와 점성계수도 증가한다.또한 액체는 흐를 때 마찰력의 원인이 되는 점성은 액체분자간의 응집력에 의한 것으로서 온도가 상승함에 따라 감소한다.이것은 액체에서 분자 운동에 의한 운동량 교환은 분자사이의 응집력에 비하면 작고, 또 한 이 응집력은 이웃하는 분자들은 서로 상대적으로 고정된 위치에 유지하려고 하고, 상 대적 운동에 저항하려는 경향이 있기 때문이다.그러나 이번 실험에서 항온조의 고장으로 사용하지 못해 에탄올의 정확한 점도 측정하지 못했다.또한 점도계에서 물질의 흐름시간을 구할 때 눈으로 보고 스톱워치를 작동시키기에 표시 된 눈금에 물질이 도달할 때의 정확한 시간의 측정에 영향을 주었다.에탄올의 점도 그래프를 그려보면 위의 그림과 같고 증류수를 이용해서 농도를 변화시키 면 에탄올이 60% 일때 점성이 가장 크다는 것을 알 수 있다.

공학/기술| 2004.04.02| 2페이지| 1,000원| 조회(758)

점도측정, 점도, 농도에 따른 점도

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