일반화학실험 - ICP-MS를 사용한 금속의 원자량과 동위원소 분석

소개

ICP-MS를 사용한 금속의 원자량과 동위원소 분석에 관한 실험레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
1. 원소의 존재 및 질량을 직접적으로 확인
2. 중금속의 원자량 확인
3. 동위원소 존재 및 비율 확인
4. 용액 희석시키기

2. 실험 이론 및 원리
2.1. ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)
기체, 액체 시료의 정성, 준 정량, 정량 분석에 사용되는 기기이다. 시료를 고온의 플라즈마로 원자화, 이온화시킨 뒤 각 종류의 이온을 동위원소마다 분리하여 검출기에 도달하는 개수를 측정하는 방식으로, 시료내의 각종 원소 및 동위원소의 존재비율을 측정한다. 다양한 시료 중의 여러 가지 극미량원소를 동시에 분석할 수 있기 때문에 최근에는 여러 분야에서의 원소분석에서 이 방법의 이용이 급증하고 있다. 유도결합 플라스마와 사중극자 질량필터(quadruple mass filter)의 연결에 관한 연구는 1970년대 초에 이루어졌고, 1983년에 최초의 시판용 기기가 나오게 되었다. 이 방법은 현재 환경시료, 지구과학시료, 생체시료, 반도체시료 및 원자력관련시료 중의 극미량원소를 분석하는 데에 널리 이용되고 있다.

1.1. 동위원소 묽힘 유도결합 플라스마 질량분석법
동위원소 묽힘 유도결합 플라스마 질량분석법(isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry, ID-ICP-MS)은 분석 대상원소의 두 동위원소를 선택하여 시료에 이들 중 하나의 동위원소를 일정량 첨가한 다음, 이들 두 동위원소의 신호비를 질량분석법으로 측정하여 원소의 농도를 정량하는 방법이다. 따라서, 이 방법은 최소한 2가지 이상의 안정한 동위원소를 가지는 원소에만 적용할 수 있다. ID-ICP-MS에서는 일반적으로 측정된 두 동위원소의 신호비가 1에 가깝게 되도록 농축동위원소의 첨가량을 조절한다. 질량스펙트럼에서 이 두 동위원소의 신호비를 이용하여 다음과 같이 농도의 계산이 가능하다.

참고자료

· E. 브론과 R.B. 파이어스톤〈방사성 동위원소표 Table of Radioactive lsotopes〉, 뉴욕 존윌리앤드선스사, 1986