[기기분석실험 A+] UV/Vis spectrometer를 이용한 다양한 화합물의 흡광 측정

소개

"[기기분석실험 A+] UV/Vis spectrometer를 이용한 다양한 화합물의 흡광 측정"에 대한 내용입니다.

다양한 화합물의 흡광 측정
Measurement of Absorption Properties of Various Compounds

목차

1. 이론

2. 시약 및 기구
2-1 시약
2-2 기구

3. 실험목표

4. 실험방법

5. 주의사항

6. 실험결과
6-1 각 용액의 농도별 흡광 스펙트럼
6-2 Calibration Curve

7. 고찰

8. 참고문헌

본문내용

분광분석은 빛을 분리하여 분석하는 방법이며, 분자의 전자구조적 성질을 알아내는 가장 강력한 수단이다. 빛은 입자와 파동의 성질을 갖고 있다. 분광분석은 빛의 파동 성질을 이용하여 분석한다. 빛과 매질 간에 상호작용이 일어나면 빛의 속도감소와 함께 굴절률도 변하고 흡광, 발광, 인광, 형광도 발생할 수 있다. 매질이 전자가 되면(분자 내의 에너지와 빛에너지간의 상호작용), 분자의 핵 또는 전자의 에너지상태에 따라 스펙트럼의 파장 영역이 각기 다르게 나타난다. 사람 눈으로 볼 수 있는 빛의 파장은 400nm에서 800nm인 가시광선 영역이다. 사람은 흡수하는 파장의 보색을 보게 된다.

그림 1 보색

가시광선 영역과 자외선 영역은 전자가 들뜬상태에서 바닥상태로 되돌아가면서 내놓는 빛과 관련이 있다. 빛이 어떤 물질의 표면에 닿으면 그 물질의 표면에 흡수되고, 그 물질의 원자나 분자의 전자를 들뜨게 만든다. 이것이 들뜬상태라 하고, 들뜬상태는 즉시 흡수한 에너지를 잃어버리고 바닥상태로 되돌아간다. 빛을 이용하는 여러 분광기기는 흡수하는 빛의 세기 혹은 들뜬상태에서 바닥상태로 되돌아가면서 내놓는 빛의 세기를 측정하는 원리에 기본을 두고 있다. 들뜬 상태로 만들기 위해 사용한 광원은 백색광에서 파란색 파장을 제거한 빛이다.
유기 화합물은 π-conjugation에 참여하는 원자의 수가 많아질수록 HOMO와 LUMO 간의 에너지 차이는 점점 좁혀지게 된다. HOMO와 LUMO 간의 차이가 좁혀지면 전자 들뜸에 필요한 에너지도 점점 더 낮아지게 된다.

그림 2 π-conjugation의 개수에 따른 오비탈 에너지

그림 2의 화합물 모두 UV 영역의 빛을 흡수하지만 conjugation이 계속되면 흡수 파장은 점점 길어져서 conjugate polyene은 가시선 영역의 빛을 흡수하여 전자 들뜸이 일어날 수 있고, 그로 인해 여러 가지 색을 띠게 된다.

참고자료

· 분석화학·기기분석, 신광문화사, 2000, p198~228.
· 기기분석, 녹문당, 2006, p16~25, p132~155.
· 유기 반응의 이해, 자유아카데미, 2012, p65.