기기분석법 흡광광도법 spectrophotometer

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- 배경이론 ( Introduction )

이온과 분자가 전자기 복사선을 흡수하는 사실은 물질의 여러 가지 정성과 정량분석 원리의 기초가 된다. 또 흡수 스펙트럼의 연구는 분석에 필요한 적당한 조건과 파장을 알려 주는 동시에 많은 화학종의 분자식, 구조 및 안정성에 관한 정보를 알려 준다. 분자의 에너지는 전자에너지와 진동에너지 회전에너지의 합이다. 따라서 광자의 흡수는 여러 가지 방법으로 분자 에너지를 증가 시킬 수 있다. 흡수된 빛의 양을 측정하여 용액의 농도를 결정하는 데 정량적인 관계가 필요하다. (Beer-Lambert 법칙)
자외선-가시광선 분광분석법(UV - visible spectrophotometer)은 빛이 시료용액을 통과할 때 흡수나 산란 등에 의하여 강도가 변하는 것을 이용한다. 시료물질의 용액 또는 여기에 적당한 시약을 넣어서 발색 시킨 용액의 흡광도(absorbance)를 측정하여 시료중의 찾고자 하는 성분을 정량하는 방법으로 wave length 200~900nm에서 측정하여 성분의 흡광도와 농도를 구하고 수중의 각종 오염물질분석에 적용을 하기도 한다. wave length 200~900nm이지만 자외선(UV)의 경우 wave length 190~400nm이고 가시광선은 400~800nm 범위 내에서 측정한다. 크기별로 보면 파장범위 크기의 순서는 UV < 가시광선 < 적외선 이다. 사용하는 Lamp는 자외선(UV)의 경우 D₂(중수소)Lamp를 사용하고 가시광선은 텅스텐 Lamp를 사용한다. 빛을 통과 시키는 구멍의 간격은 0.1nm~30nm까지 있는데 보통 20nm가 많다. 처음에 실험하기 전에 용매만 가지고 베이스 라인을 잡고 시료를 넣어서 측정한다. 영점보정 할 때는 용매만 넣고 zero값을 맞춘다. 1nm는 10⁻⁹m이고 1μL는 10⁻⁶m이다. 흡광광도분석법은 일반적으로 광원으로부터 나오는 빛을 단색화장치 또는 필터에 의하여 좁은 파장범위의 빛만을 선택하여 액층을 통과시킨 다음 광전측광으로 흡광도를 측정하여 목적성분의 농도를 정량한다. 위의 식은 흡광도를 구하는 공식이다.


A = log₁₀( I₀ / It ) = -logT = ε c l . . . . . . . . . . . . . . . (식1)
It = Io․10-εc1
Io : 입사광의 강도
It : 투사광의 강도
C : 농 도
ℓ : 빛의 투과거리 ·
A : 흡광도 ε : 몰 흡광계수(흡수물질과 사용한 파장의 특성을 나타내는 상수)를 의미한다. A(흡광도)와 C(농도)는 정비례 관계이다. 흡광도가 증가하면 농도도 같이 증가하여

참고자료

· 1. 수질환경 기사 ․ 산업기사, 성안당, 이승원,문승수,윤현식 지음
· 2. 공정시험방법(수질오염,폐기물,토양오염), 동화기술, 동화기술편집부
· 3. 환경인을 위한 최신 기기분석, 동화기술, 박기학 저자
· 4. 기기분석, 동명사, 일본화학동인
· 5. 분석화학, 최규원지음
· 6. 기기를 이용하는 화학실험법, 탐구당, Donald T. Sawyer/ William R. Heineman/ Janice M.Beebe
· 7. Environmental Pollutants Analtses(환경오염물질분석 강의 실험 요약본), 최성찬