아주대학교 물리화학실험 - 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 예비보고서

소개

"아주대학교 물리화학실험 - 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 예비보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1) 실험 제목

2) 실험 목적

3) 실험 원리
(1) 바닥 상태와 들뜬 상태
(2) Kuhn의 자유 전자 모델
(3) 컨쥬게이션
(4) Pauli 배타 원리
(5) 결합 궤도함수
(6) 분자 궤도함수
(7) 크립토 사이아닌(1,1`-dimethyl-4,4`-carbocyanine iodide)
(8) 가시광선 영역에서의 스펙트럼

4) 시약 조사
(1) 메탄올
(2) 1,1-diethyl-4,4-carbocyanine iodide
(3) 1,1-diethyl-4,4-dicarbocyanine iodide
(4) 1,1-diethyl-2,2-carbocyanine iodide
(5) 1,1-diethyl-2,2-dicarbocyanine iodide

5) 실험 방법
(1) 폴리메타인 염료와 용매(메탄올)를 사용하여 용액을 만들어 10mL를 준비한다
(2) 가시광선 분광기 혹은 분광 광도계를 사용하여 첫 번째 용액의 스펙트럼을 얻는다
(3) 흡수띠가 나타날 때까지 전 가시광선 영역(400~750nm)에 걸쳐서 넓은 간격으로 흡광도를 측정한다
(4) 흡수띠 근처에서 더 근접한 간격으로 측정한다
(5) 처음 용액을 희석하여 스펙트럼을 다시 얻는다
(6) 위의 과정을 peak에서 약 1로 표시된 흡광도가 얻어질 때 까지 반복한다
(7) 마지막으로 사용된 농도에서 단위체 흡수띠(높은 파장)는 이합체 흡수띠보다 훨씬 더 커지는데, 이합체 띠는 주된 흡수 꼭대기의 낮은 파장 쪽에 조금 남아있거나 사라지게 된다
(8) 가장 좋은 결과를 얻은 몰농도와 비슷하게 다른 염료에 대해서도 용액을 10mL 정도 만들어 같은 방식으로 스펙트럼을 얻는다

6) 참고 문헌

본문내용

1) 실험 제목: 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼

2) 실험 목적: 몇 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유 전자 모델을 이용하여 해석한다.

3) 실험 원리

(1) 바닥 상태와 들뜬 상태: 수소 원자의 전자가 가질 수 있는 에너지는 다음과 같다.
E _{n} =-R _{H} ( {1} over {n ^{2}}). 여기서, R _{H}는 수소원자에 대한 Rydberg 상수로 2.18 TIMES 10 ^{-18} J의 값을 갖는다

<중 략>

2) Kuhn의 자유 전자 모델: Kuhn의 자유 전자 모델은 한스 쿤(Hans Kuhn)이 제안한 양자 역학적 근사 모델로, 이 모델의 목적은 pi 전자계를 가진 유기 분자의 전자 구조와 광학적인 특성을 단순화하여 설명하는 것이다. 자유 전자 모델은 Particle in a box를 기반으로 하며 이를 적용시키기 위해 다음 두 가지의 가정을 한다

참고자료

· 물리화학실험 / 대한화학회 / 청문각 / 2000 / p.118-122
· 레이먼드 창의 일반화학 제 12판 / Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby / 사이플러스 / p. 294-296, 441-444
· Atkin's physical chemistry / Peter Atkins / 사이플러스 / p. 293-297
· methanol: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/887
· 1,1-diethyl-4,4-carbocyanine iodide: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5351156
· 1,1-diethyl-4,4-dicarbocyanine iodide: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/9914155
· 1,1-diethyl-2,2-carbocyanine iodide: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5463350
· 1,1-diethyl-2,2-dicarbocyanine iodide: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5702691
· 컨쥬게이션: https://en.wikipedia.org/wiki/Conjugated_system