[물리화학실험] 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 실험 (예비+결과레포트)

소개글

[물리화학실험] 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 실험 (예비+결과레포트)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험원리 및 이론

4. 실험기구

5. 실험방법

6. 실험결과

7. 토의 및 고찰

8. 참고문헌

본문내용

를 에측하고 있다.
4. 실험기구
① 가시광선 분광기 또는 분광 광도계
② 4개의 큐벳 시료 용기
③ 렌즈 티슈
④ 몇 개의 10mL 부피 플라스크
⑤ 플라스틱 씻기병
⑥ 메탄올 150mL
⑦ 일련의 폴리메타인 염료
5. 실험방법
1) 가시광선 분광기기의 부품이나 작동 원리를 실험에 임하기 전에 숙지한다.
2) 가시광선분광기를 킨 다음 안정될 때까지 몇 분 동안 워밍업을 시켜준다.
3) 염료중 하나를 선택하여 용매로 메탄올을 사용하여 용액을 만들어 10 ml를 준비한다. 농도는 거의 10 -3M이 되게 한다.
4) 분광기를 작동 시켜 첫번째 용액의 스펙트럼을 얻는다.
5) 흡수띠가 나타날 때까지 전 가시광선 영역(400～750nm)에 걸쳐서 넓은 간격으로 흡광도를 읽는다.
6) 흡수띠 근처에서 더욱 근접한 간격으로 읽는다.
7) 처음 용액을 희석하여 다시 스펙트럼을 얻는다.
8) 이러한 과정을 피크에서 약 1로 표시된 흡광도(투광도～0.1)가 얻어질 때까지 반복한다.
9) 가장 좋은 결과를 준 몰농도와 비슷하게 다른 염료에 대해서도 용액을 10 ml정도 만들어 같은 방식으로 그것들의 스펙트럼을 얻는다.
▶ 여기서 용액을 희석하는 이유를 beer-lambert법칙으로 설명할 수 있다.
분광기에서 시료로 빛을 쬐어 줄때, 쬐어주는 빛의 양을 I라고 하면 시료를 투과해서 나오는 빛의 양은 I보다 작은 I이다.
투과도(T) = I/I
흡광도(A) = -logT
= abc (b:시료의농도 ,c:시료의길이)
분광기가 읽을 수 있는 흡광도의 범위는 정해져있어서 시료의 농도가 높으면 흡광도가 높아져 어느 일정 수준이상의 흡광도는 모두 갖게 표시하게 된다. 따라서 농도를 희석하여 흡광도를 낮춰서 흡광도 피크가 1이 되는 곳까지 낮춰야한다.
6. 실험결과
7. 토의 및 고찰
컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 실험에서 크립토사이아닌의 묽을 용액을 이용해 흡수 스펙트럼을 확인해 보았다. 크립토시아닌은 두 개의 공명구조를 갖는데 이 두 개의 공명구조는 이온에 대한 파동함수에 동등하게 기여하고 있다. 그러므로 사슬을 따라 존재하는 모든 결합들은 결합차수가 1.5로 동등하다. 사슬에 존재하는 각 탄소 원자와 끝에 존재하는 각 질소 원자는 3개의 편재화된 결합에 의해 3개의 원자들과 결합을 형성하고 있는데 사슬의 탄소 원자에 존재하는 여분의 원자가 전자와 2개의 질소 원자에 남아 있는 3개의 전자들은 사슬을 따라서 움직이는 π전자 구름을 형성한다. π전자계가 길이 L인 1차원 상자 안에서 움직이는 자유 전자들로 대치되었다고 생각하면 양자역학적 에너지 준위는 이다. Pauli의 배타원리에 의해 N개의 π전자를 가지는 분자의 바닥 상태는 가장 낮은 에너지 준위로부터 N/2 번째의 준위까지 전자로 채워지고 그보다 높은 준위는 비어있다 이때 크립토시아닌 이온이 빛을 흡수할 때 채워진 거 중에서 가장 높은 에너지 준위에서 비어 있는 가장 낮은 에너지 준위로 한 개의 전자가 여기 되어 올라가게 된다. 그래서 에너지가 로 바뀌게 된다. 로 나타낼 수 있기 때문에 파장 λ는 로 나타낼수 있고 크립토시아닌은 로 나타낼 수 있다. l=1.39 A=0.139nm로 놓고 를 나타내면 /nm = 63.7 이고 크립토시아닌은 p=9이므로 λ =706nm 의 이론값을 갔는다. 우리조는 10의 농도에서 λ = 697nm 이고 10에서는 λ = 705nm로 이론값과 비슷하게 나왔다.
크립토시안닌의 농도를 묽히면 크립토시안닌이 이합체를 형성하기 때문에 흡수띠의 모양이 농도에 다라 달라진다. 농도를 묽을 수록 단위체 흡수띠 즉 높은 파장에서 나타나는 띠는 이합체 흡수띠보다 훨씬 더 커진다. 이합체 띠는 주된 흡수 꼭대기의 낮은 파장 쪽에 어깨로 조금 남아 있거나 사라지게 된다.
여기서 용액을 희석하는 이유를 beer-lambert법칙으로 설명할 수 있는데 분광기에서 시료로 빛을 쬐어 줄때, 쬐어주는 빛의 양을 I라고 하면 시료를 투과해서 나오는 빛의 양은 I보다 작은 I이다.
투과도(T) = I/I
흡광도(A) = -logT = abc (b:시료의농도 ,c:시료의길이)
분광기가 읽을 수 있는 흡광도의 범위는 정해져있어서 시료의 농도가 높으면 흡광도가 높아져 어느 일정 수준이상의 흡광도는 모두 갖게 표시하게 된다. 따라서 농도를 희석하여 흡광도를 낮춰서 흡광도 피크가 1이 되는 곳까지 낮춰야한다.
8. 참고문헌
1) 물리화학실험 대한화학화 청문각 2004
2) 물리화학실험 최재시외 2면 형설출판 1998

키워드

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