[물리화학실험] 용매 극성에 따른 흡수 스펙트럼 변화 결과보고서

문서 내 토픽

1. 용매 극성과 흡수 스펙트럼 변화

이번 실험은 용매 극성에 따른 흡수 스펙트럼의 변화를 관찰하는 실험이다. Betain ET(30)염료를 실험에 사용한다. 이 화합물은 용액의 색이 변해 시각적으로 관찰할 수 있는 것처럼 용매 극성의 작은 변화에도 매우 민감하다. 용매의 극성이 증가할수록 들뜬 상태가 내려가고 바닥상태도 내려가는데, 바닥 상태가 더 많이 떨어져서 그로 인해 에너지 간격은 증가한다. 그래서 용매의 극성이 증가할수록 색깔은 초록색에서 파란색, 보라색에서 빨간색으로 바뀌게 되는데 이를 실험을 통해 확인할 수 있었다.
2. 용매 종류에 따른 흡수 스펙트럼 변화

용매의 종류에 따른 실험에서는 극성이 낮은 Ethyl acetate부터 극성이 큰 water까지의 색을 확인할 수 있었는데 찍어둔 사진이 없기 때문에 예비보고서를 보면 색을 확인할 수 있다. 용매의 극성이 커짐에 따라서 전이에 필요한 에너지가 더 커진다(단파장으로 이동한다). 흡수 스펙트럼 결과값에서 을 찾으면 식을 통해 transition energy value도 구할 수 있는데, 계산 값을 보면 용매의 극성이 증가함에 따라 의 값 또한 증가하는 것을 확인할 수 있다.
3. Water vol%에 따른 흡수 스펙트럼 변화

Water Vol%에 따른 실험에서는 색 확인은 어렵다고 했지만 이론대로라면 물의 양이 증가함(극성이 증가)에 따라 위에서 설명한 것과 같이 색이 바뀌는 것을 볼 수 있을 것이다. 흡수 스펙트럼 결과값에서 을 찾으면 식을 통해 transition energy value도 구할 수 있는데, 계산 값을 보면 Water Vol%가 증가함에 따라 의 값 또한 증가하는 것을 확인할 수 있다.
4. 실험 결과 분석 및 고찰

용매의 종류에 따른 실험에서는 오차율이 모두 3%미만이었고, Water Vol%에 따른 실험에서는 오차가 앞의 실험에 비해 크게 나왔다. 최대 12.3%까지 오차가 발생했는데, 아세톤과 물의 비율을 맞추는 과정에서 오차가 발생했을 것이라 생각된다. 이번 실험을 통해 transition energy value를 구하는 식을 이해하고 식을 통해 값을 얻을 수 있었고 용액의 색상 변화와 transition energy의 연관성도 알 수 있게 되었다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 주제2: 용매 종류에 따른 흡수 스펙트럼 변화

용매의 종류에 따라 용질 분자의 전자 구조와 에너지 준위가 달라질 수 있으므로, 흡수 스펙트럼의 변화가 관찰될 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 극성이 큰 물과 비극성인 헥산 등의 용매를 사용하면 용질 분자의 흡수 스펙트럼이 크게 달라질 수 있습니다. 또한 수소 결합, 쌍극자-쌍극자 상호작용 등 용매-용질 간 상호작용의 차이에 따라서도 흡수 스펙트럼이 변화할 것입니다. 따라서 다양한 용매 종류를 사용하여 흡수 스펙트럼의 변화를 체계적으로 관찰하고 분석하는 것이 중요할 것 같습니다.
2. 주제4: 실험 결과 분석 및 고찰

이번 실험을 통해 용매의 극성, 종류, 물 함량 변화가 용질 분자의 흡수 스펙트럼에 미치는 영향을 체계적으로 분석할 수 있을 것으로 기대됩니다. 실험 결과를 통해 용매-용질 간 상호작용의 특성과 그에 따른 전자 구조 및 에너지 준위 변화를 이해할 수 있을 것입니다. 이러한 이해를 바탕으로 용매 효과에 따른 흡수 스펙트럼 변화의 원인을 규명하고, 이를 응용할 수 있는 방안을 모색해볼 수 있을 것 같습니다. 또한 실험 결과의 재현성과 정확성을 검증하는 것도 중요할 것 같습니다.

주제 연관 리포트도 확인해 보세요!