분광광도법에 의한 화학평형상수의 측정

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 논의 및 고찰

본문내용

실험목적
분광광도법으로 약산(weak acid)인 메틸 레드 (methyl red) 지시약의 산해리상수 (또는 평형상수)를 측정한다.

실험이론
단색광이 일정한 농도의 용액을 통과하면 용액은 빛을 흡수한다. 입사광의 세기를 , 투과된 투과광의 세기를 I라고 하면 투과도(transmittance) T는 다음 식으로 표현된다.
그리고 흡광도(absorbance) A는 투과도와 다음 관계식을 따른다.
용액의 두께를 b라고 하면 빛의 흡광도 A는 두께가 증가함에 따라 선형적으로 증가한다.
여기서 은 비례상수이다. 또한, 흡광도는 용액의 농도 C에도 의존하고, 농도가 증가하면 흡광도도 증가한다.
여기서 는 비례상수이다. 따라서 흡광도는 용액의 두께와 농도 모두에 의존하며, 위의 두 식을 합치면 다음의 식으로 표현된다.
이 식을 Lambert-Beer law로 부르고, 여기서 a는 비례상수로 흡광계수 (absorptivity)라 부른다. 만약 농도 C를 mol/L인 M 농도로 표시하고 두께 b를 1cm로 하면, 이때의 흡광계수 a는 몰흡광계수(molar absorptivity)가 되고 a 대신 으로 표현한다. 그러면 위의 식은 다음 식으로 나타난다.
용액 중에 분석파장의 빛을 흡수하는 화학종이 두 종류 이상이면 이들의 흡광도는 가산성(additivity)이 성립한다. 따라서 특정 분석 파장에서의 흡광도 A는 다음 식을 따른다.
여기서 i는 용액에 존재하는 화학종을 의미한다. 이 식을 이용하면 혼합용액에 존재하는 화학종들의 농도를 각각 구할 수 있다. 예를 들어 두 화학종 x, y로 이루어진 혼합용액의 각 화학종의 농도(, )를 구하려면 두 개의 흡수파장(, )에서 이 혼합용액의 흡광도를 측정하고 위의 식에 대입하면 된다.

참고자료

· 없음