광도계법.

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1 광도계법

2 1.비색분석 1-1.비색분석(colorimetry) 시료용액에 적당한 시약을 가하여 착색시켜
이 용액의 색이 용액 중의 목적성분의 양과 상관관계가 있을 때 이 색의 농도를 측정.비교하여 목적성분을 정량하는 방법 시료 (특정물질) 반응시약 반응섹 특정 물질농도 2 4 6 8 10 반응결과 시료중의 특정물질 농도? 표준시약

3 1-2. 비색원리 착색된 용액에 빛을 통과시키면 용액 중의 물질분자가 특정한 파장의 광만을 정량적으로 흡수하게 되며 비흡수된(통과) 광의 량을 전류의 강약으로 변형시켜 측정 Lambert법칙 단색광이 일정한 두께의 용액을 통과할 경우 입사광의 강도와 투과광의 강도의 비는 용액에 따라 일정하다 (투과광도) I /(입사광도) I 0 =T (투과율) Log 10( I/I 0 ) =- log10 T = kL =E K 비흡광계수(용액고유의 정수), E 흡광도, L 이 1㎝ 경우 E=k 농도 C 특정물질 I 0 I Beer의 법칙 대부분의 유색물질의 묽은 용액에 있어서 일정파장의 광선에 대하여 그 비흡광계수 k는 이 용액의 농도 C에 비례한다 Lambert- Beer 법칙(비색분석의 기본) Log 10( I/I 0 ) = log10 T = -KCL K 파장과 용액의 성질에 관계하는 정수 만약 I와 L이 일정하고 파장과 용액이 일정하다면 K도 일정 (흡광도)E = 상수 × C(농도) 입사광 투과광 10 7 3 L 액층의 두께

4 2-1-2 비색분석의 방법 1.표준계열법에 의한 비색법 2.광전비색계에 의한 비색법 광전비색계의 구조 표준시약 2 4 6 8
2 4 6 8 10 시료중의 특정물질 농도? 표준시약 2.광전비색계에 의한 비색법 광전비색계의 구조 광 원 단 열 장 치 집광렌즈 색필타 슬리프 흡수관 차광관 광전지 증폭기 전류계

5 광도계파장과 filter색 녹황 황 Orange 적 적 자 자 청 청 녹 녹 황 Orange 적 자 청 자 청 청 녹 녹 녹황
B 자 청 자 청 청 녹 녹 녹황 C 400 450 500 550 600 650 700 700 A: 시료 용액의 색 B:필터의 색 C:파장

6 2.분광광도계 미터 혹은 기록계 검지기 광원 투과광 2-1.분광광도계 기본구조(구성) 자외선 분광광도계/ 적외선 분광광도계
흡광기 검지기 미터 혹은 기록계 광원 광원단색화 장치 투과광 자외선 분광광도계/ 적외선 분광광도계 1.광원 紫外部 : 수소방전관, 중수소방전관(3배강도), 크세논방전관(강력한 광원요구시) 可視部 : 텅스텐 필라멘트램프( 350~2500nm의 연속방사선 방출) 2.단색화 장치 광원에서 나오는 넓은 파장 범위의 다색이며 연속적인 복사선의 파장폭을 파장폭이 좁은 단색의 복사선으로 바꾸는 장치 프리즘(prism) 혹은 회절격자 (回折格子, grating)를 사용 가시선영역(350~1000nm) : 유리제 프리즘 자외선영역 : 석영프리즘 회절격자 : 고도의 반사가 일어나도록 알루미늄으로 표면처리하여 그 표면에 1인치당 1500~3000개 정도의 간격으로 평행선을 새긴것

7 프리즘 단색화 장치에 의한 백색광의 분광원리 자색 등황색 황색 녹색 청색 보라

8 3.검지기 단색화 장치로부터 나온 빛은 시료를 통하여 검지기에 들어가 광전관에 부딛치게 되며 이를 감지하여 부딪친 광의 량을 수치로 나타냄 - 광전자 증배관이 있는 광전관 사용 ; 관내부에 알카리 금속산화물을 입혀 감도와 반응시간을 향상시킴 - 광전관내에 염화화코발트로 착색한 실리카겔 건조제 둠 : 건조시 청색, 흡습시 분홍색(년 1~2회 교환)

9 3.분광광도계의 사용법 정제용매 최저투과 한계(nm) Actone 230 Ethyl ether 205 Benzene 285
1.용매 용매는 잘 정제되어야 함 정제용매 최저투과 한계(nm) Actone 230 Ethyl ether 205 Benzene 285 95%ethanol 사염화탄소 265 Isooctane 215 이황화탄소 375 Isopropanol Chloroform 245 Methanol Dichlorohexane Pyridine 305 Dichloromethane 235 물 Dioxine 225

10 2.Cell, Cuvette) 자외부 : 석영셀 가시부 : 유리셀 셀 내외부에 먼지나 지문 등이 묻지 않도록 주의 파손주의 : 석영셀은 가격이 비쌈 셀 세척 : alcohol과 ether 혼합액 (4:1)을 면에 적시어 가볍게 닦아낸다 3.대조용액 - 시료용액 중에서 착색성분 만을 제외하고 다른 모든 조건들은 시료용액과 동일하게 한다 - 용매가 증류수이거나 시약이 무색일 때는 증류수를 대조용액으로 사용할 수 있다 - 목적하는 착색성분이 외에 다른 착색성분이 시료에 들어있을 경우 대조용액에도 첨가 4.흡수극대파장 - 어떤 성분에 백색광선을 통과하는 경우 그 성분에 의해 어떤 파장의 광선이 가장 예민하게 흡수될 때의 파장 - 분자의 결합상태, 분자 및 원자단의 종류 등에 따라 다름 - 흡수극대파장을 선택하여 흡광도법으로 검량곡선을 이용하여 물질 정량

11 UV Visible Vibrational Infrared NMR 5.자외선 스펙트럼 파장단위: nm(1nm = 10-7㎝)
Low high 에너지 Microwave 극초단파 1㎝~1m X-Ray 10 ~ 0.01nm UV Infrared Radio 전파 UV Visible Vibrational Infrared NMR 1m 100~400 400~750 2.5㎛ 15 ㎛ 5m (10)200nm 400nm 800nm Blue Red short long 파장

12 유리의 빛 투과 *갈색병 2mm : 450nm파장이하 차단 lee Y.S, 100 투명유리 80 녹색유리 청색유리 60
황갈색유리 40 20 700 300 400 500 600 파장nm *갈색병 2mm : 450nm파장이하 차단 lee Y.S,

13 2.분광광도계의 사용법 6. 자외선 스펙트럼 흡수되는 자외선 또는 가시광선의 파장은 전자전이 형태에 따라 좌우되며
자외선이나 가시광선 복사에너지는 둘 다 적외선 복사에너지 보다 크다 전자전이에 큰 에너지를 필요로 하는 분자들은 짧은 파장대를 흡수하게 되고 작은 에너지를 필요로 하는 분자들은 긴 파장을 흡수한다 λmax=232nm 1.2 ※HPLC로 분석하고자 할때 미리 자외선 스펙트럼을 측정하여 흡수극대파장을 알아야 그에 맞는 칼럼을 선택하여 좋은 결과를 얻을 수 있음 1.0 A 0.5 200 250 300 350 400 전형적인 자외선 스펙트럼(methyl Oxide ( M,1.0㎝ cell)