고객서비스 > 어플리케이션 자료 > 분광분석기

    관리자                                            2011-04-20 21:28:16
   분광기를 이용한 수용액의 농도 측정 : 알루미늄 이온 농도 측정

원리(Principles) 및 배경(Background)

수용액 중의 용질의 농도를 알아 내기 위한 기기 분석 방법 중의 하나로 분광분석법이 널리 사용되고 있다. 분광분석법은 물질이 특정한 파장에 해당하는 전자기 복사선을 얼마나 흡수 혹은 방출하는가를 이용하여 그 물질의 농도를 측정하는 방법이다.

알루미늄의 농도 측정은 수질검사 항목 중 하나이다. 먹는 물의 경우, 알루미늄은 0.2 mg/L 이하이어야 한다. 이런 알루미늄의 농도는 알루미늄의 표준 용액에 Alumnon 발색 시약으로 발색시킨 후, 522 nm에서 흡수 스펙트럼을 측정함으로써 검정 곡선을 얻을 수 있다.

이 실험에서는 SpectraAcademy를 이용하여, 522 nm에서 알루미늄의 검정곡선을 얻은 후, 미지 농도인 알루미늄 수용액의 농도를 알아보고자 한다.

Lambert-Beer의 법칙(혹은 Beer의 법칙)은 앞에서 말한 것처럼 물질이 특정한 파장에서 빛을 흡수하는 정도(흡광도)와 그 물질의 농도와의 관계를 나타낸 것으로 다음과 같은 수식으로 표현된다.

A = εLc)*

Aluminon Al(III)의 색 결정에 사용되는 시약이다. Aluminon의 몰질량은 473.48 g/mol 이며, 고체 상태에서는 yellow-brown 의 색을 나타내며,수용액 상에서는 붉은 색을 띈다.

실험(Experimental procedure)

케이맥()의 분광기인 스펙트라아카데미를 이용하여 수용액 중의 Al(III)의 농도를 측정하는 실험 방법은 다음과 같다.

 

1.     알루미늄 표준용액 만들기

1)     10 mg/L의 알루미늄 표준 용액을 그대로 사용한다.(10 ppm)

2)     10 ppm의 표준용액을 이용하여, 다음과 같은 표준용액을 만든다.

시험관 번호

1

2

3

4

5

6

7

Al 표준용액(mL)

0.8

1

2

4

6

7

8

증류수(mL)

99.2

99

98

96

94

93

92

농도(ppm)

0.08

0.1

0.2

0.4

0.6

0.7

0.8

 

2.     시약 만들기

1)     각 시험관 1 ~ 7의 용액을 매스실린더를 사용하여, 50 mL를 옮긴다.

2)     1)의 비커에 Ascobic Acid pillow를 하나 넣고 잘 섞어 준다.

3)     2)의 비커에 Aluminum Reagent powder pillow를 하나 넣는다.

4)     3)의 용액 중, 25 mL를 옮기고, 이 용액에 Bleaching Reagent pillow를 하나 넣는다.

5)     Reference는 시험관 1이다.

6)     각 시험관들의 흡수 스펙트럼을 측정한다.

 

3.     측정 결과 및 검정곡선 획득
SpectraAcademy 전용 구동 프로그램 Visual Spectra Sr 이용하여 측정 결과(흡광도) 얻을 있으며 Quantitative Analysis 기능을 이용하여 검정곡선을 얻을 있다. 비주얼스펙트라(VisualSpectr Sr.)에서는 농도에 대한 흡광도 검정곡선을 자동으로 계산(fitting) 주므로 미지 농도의 시료의 흡광도를 측정한 입력하면 농도를 있다. 


결과(Results)


아래와 같이 농도 변화에 따른 흡광도 곡선을 구할 수 있다.


[그림 1] Al(III)의 흡수 스펙트럼
(케이맥 분광기 스펙트라아카데미 운용프로그램 비주얼스펙트라 화면 캡처)


특정 파장(522nm)에서의 흡광도와 농도 관계 곡선인 검정 곡선을 아래와 같이 구할 수 있다.
              


[그림 2] 522nm에서 Al(III)의 농도 vs 흡광도 검정곡선

 

주)* A는 흡광도(absorbance)이며 A =-log(I/I0)로 정의된다. I0는 시료를 통과하기 전의 빛의 세기이며 I는 시료를 통과한 후의 빛의 세기이다. L은 빛이 시료가 담긴 용기(cuvette)을 통과한 거리이며 ε는 그 물질의 고유한 양으로서 몰흡광계수(molar absorbity)이며, c는 그 시료의 몰농도(molar concentration)이다. L과 ε를 알고 있을 때 용액의 흡광도(A)를 측정함으로써 용질의 농도를 얻을 수 있다.


 
 

 Total:15    Page:( 2/2 )  
5 관리자 2011-04-20 7584
4 관리자 2011-04-14 10193
3 관리자 2011-04-06 18153
2 관리자 2011-03-29 7215
1 관리자 2011-03-17 65535
< [1] [2] >