[물리화학실험] 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼

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본문내용

고찰
이번 실험은 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유 전자 모델을 이용하여 해석해보는 실험이다. 일반적으로 색을 띤 화합물들은 자유 라디칼 속의 홀전자나 컨쥬게이션 유기분자 속의 π전자와 같이 약한 결합이나 비편재화된 전자들을 가지고 있다. 폴리메타인 염료에 대한 가시광선 흡수띠는 폴리메타인 사슬을 따라서 존재하는 π전자들의 전자 전이로부터 생긴다. 싸이아나인, 카보시아나인, 다이카보시아나인 순으로 conjugation 시스템의 길이가 길어지게 되는데 (싸이아나인 p=3, 카보시아나인 p=5, 다이카보시아나인 p=7), 길이가 길어질수록 전자구름의 넓이가 증가하여 흡수하는 에너지 영역이 작아지게 된다. 위의 실험결과에서 전체 비교를 보면 싸이아나인, 카보시아나인, 다이카보시아나인 순으로 긴 파장을 흡수한다. 그래서 용액의 색을 보면 싸이아나인의 색은 빨간색, 카보시아나인의 색은 파란색, 다이카보시아나인의 색은 에메랄드 빛의 초록색을 띠는 것을 확인할 수 있다. 용액들은 우리가 보는 색의 반대를 흡수하기 때문에 위와 같은 색을 띠게 되는 것이다. 실험 과정을 보면 용액들을 계속 묽혀서 피크에서 약 1로 표시된 흡광도가 얻어질 때까지 반복한다.

참고 자료

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JANICE GORZYNSKI SMITH, ORGANIC CHEMISTRY fifth edition, MC Graw Hill Education, p640
[네이버 지식백과] 분광법 [spectroscopy] (화학백과) https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663163&cid=62802&categoryId=62802
사이언스올, 공액(conjugation), https://www.scienceall.com/%ea%b3%b5%ec%95%a1conjugation/
물리화학실험/대한화학회/청문각/2013/p118~120
Wikipedia, “polymethine dyes”, https://en.wikipedia.org/wiki/Polymethine_dyes