일반화학실험 루미놀의 발광 반응 메인레포트(결과레포트) A+

소개글

일반화학실험 루미놀의 발광 반응 실험 메인레포트(결과레포트) 입니다.
최종성적 A+ 받았습니다.
실험 결과 및 데이터 분석, 사진, Discussion이 담겨 있습니다.

목차

1. Data & Results

2. Discussion
1) 실험 A의 원리는 무엇인가?
2) 루미놀 용액에서 각 시료들의 역할은 무엇인가?
3) 루미놀을 이용해 혈흔 검사가 가능한 이유는 무엇인가?
4) 루미놀 반응의 단점은 무엇인가?
5) 루미놀 이외에도 혈흔 감식에 사용할 수 있는 것에는 무엇이 있을까?

본문내용

2.2. 루미놀 용액에서 각 시료들의 역할은 무엇인가?
루미놀 용액은 루미놀 10 mg, 탄산나트륨 0.5 g, 증류수 10 mL, 30% H2O2 2.5 mL를 섞어 제조한다. 루미놀 용액에서 탄산나트륨은 이온결합 물질이므로 탄산 이온과 나트륨 이온으로 잘 분해될 수 있다. 탄산 이온은 약산인 탄산으로부터 유래하였으므로, 염의 가수분해 현상에 의해 물과 반응하여 용액을 염기성으로 만든다.
반응식은 이며, 염기성인 용액에 포함된 수산화이온과 루미놀을 구성하고 있는 수소원자의 반응으로 루미놀이 두 개의 수소 원자를 잃게 된다. 이에 따라 질소 원자들이 전기적으로 음성을 띄고 있는 중간체를 형성한다. 산소의 전기음성도는 질소에 비해 더 큰 값을 갖는다. 따라서 질소 원자에 분포해 있던 전자는 양 끝에 놓인 산소로 이동하게 된다.
과산화수소의 경우 물과 수소가 합해진 것이므로 분해 반응이 진행됨에 따라 생성물로 물과 산소가 나오게 된다. 그러나, 과산화수소의 분해 반응이 실온에서는 잘 진행되지 않기 때문에 촉매를 넣어 주어야 한다. 루미놀을 이용한 혈흔 검사에서의 경우 혈액 속의 헴 구조에 포함되어 있는 철 이온이 촉매로서 작용하게 되고, 이에 따라 과산화수소의 분해 반응이 일어난다. 과산화수소의 분해로 생성된 산소는 루미놀의 중간체와 반응하면서 산화환원 반응을 일으키고, 생성물로 질소 원자에 산소가 결합하여 있는 중간체가 형성된다. 이 물질은 매우 불안정한 상태이므로, 질소 원자를 기체상태로 내보내는 방법으로 비교적 안정한 형태를 유지하려 한다. 이에 따라 산소가 삼중항 상태에 놓여 있는 중간물이 생성된다. 이후 계간 교차의 발생으로 물질의 에너지 준위 상태가 변하게 되는데, 상온에서 삼중항 상태로 놓일 수 있었던 산소가 금지 전이를 통해 단일항의 들뜬 상태로 이동하는 것이 가능하다.

참고 자료

대한화학회, 표준 일반화학실험 제 7 개정판, 2011, 천문각, pp 89~95
박종진 외 2인, 광화학의 이해, 2011, 자유아카데미, pp 3~10, 19~33, 35~40, 45~46, 61~67