[화학공학]유기물과 전이금속 착화합물의 자외선-가시광선 흡광 광도법에 의한 분석

소개글

유기물과 전이금속 착화합물의 자외선-가시광선 흡광 광도법에 의한 분석

본 실험에서는 유기 화합물과 전이 금속 착화합물을 이용하여 자외선-가시선 흡광에 관련된 일반적인 이론과 얻어진 스펙트럼을 분석하고자 한다.

목차

Ⅰ. 실험원리
◈ 실험 목적
◈ 실험 원리
▪자외선-가시선 분광광도법
▪ 전자를 갖는 흡광종
▪일반적인 유기 발색단의 흡광 특성
◈ 실험기구
◈ 시약
Ⅱ. 결과 및 보고
Ⅲ. 논의
Ⅳ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 실험원리
◈ 실험 목적
본 실험에서는 유기 화합물과 전이 금속 착화합물을 이용하여 자외선-가시선 흡광에 관련된 일반적인 이론과 얻어진 스펙트럼을 분석하고자 한다.

◈ 실험 원리
▪ 자외선-가시선 분광광도법
☞ 분자의 구조나 성질을 규명하는 여러 가지 수단 또는 방법 중에서 분자 내의 에너지와 빛에너지간의 상호작용을 이용하는 방법을 일반적으로 분광법이라 한다.
분자에 의한 자외선-가시선 영역의 빛 에너지의 흡수는 분자내의 전자에너지의 전이를 나타내며 이런 전자에너지의 전이는 분자내의 전자구조, 즉 분자의 화학결합 상태 및 분자구조 등의 특징에 따라 흡수되는 빛 에너지의 주파수와 세기가 다르게 나타난다. 따라서 자외선-가시선 분광법은 분자의 전자구조적 성질을 알아내는 가장 강력한 수단 중의 하나이며, 이러한 분자의 성질로부터 화학물의 정성 및 정량분석에 아주 널리 사용된다.

▪ 전자를 갖는 흡광종
☞ 전자를 갖는 화학종은 유기분자와 이온뿐만 아니라 많은 무기물의 음이온들이다. 무기 음이온으로는 n → *전이형태로 질산(313nm), 탄산(217nm), 아질산(360과 280nm), 트리티오탄산(500nm) 이온들이 있고, 모든 유기화합물은 모두 높은 상태의 에너지준위로 들뜰 수 있는 원자가전자를 갖고 있어 복사선을 흡수할 수 있다.
단일결합 전자를 들뜨게 하는 데는 진공자외선 영역(파장<185nm)의 높은 에너지가 필요하고, 이런 자외선은 공기 중의 성분에 의해서도 흡수되므로 실험하기가 매우 곤란하다. 따라서 유기화합물의 연구에서는 일반적으로 185nm 이상의 큰 파장에서 수행되고, 비교적 낮은 들뜸 에너지를 갖는 원자가전자가 들어 있는 제한된 수의 작용기, 즉 발색단(chromophore)에 한정되어 있다. 유기화합물의 작용기가 자외선-가시선을 흡수하는 현상은 분자궤도함수론에 의해 설명할 수 있다.
보통 유기분자는 궤도에는 전자가 채워지고, *, *궤도에는 채워져 있지 않다. 따라서 분자의 결합전자가 빛을 흡수하여 → *, n → *, n → *, → *와 같은 네 가지 형태의 에너지 전이가 일어난다. 그러나 → *, → *는 금지전이 때문에 일어나지 않는다.
전자스펙트럼은 발색단과 조색단에 의해 흡수가 결정된다. 발색단은 자외선과 가시선흡수의 원인이 되는 공유결합성 불포화기(C=C, C=O, N=N, N=O등 )들이며, 조색단은 발색단에 결합하여 최대흡수파장과 세기를 변화시키는 포화기(-OH, -NH2, -SH 등)를 말한다.
아래는 분자의 전자에너지 준위도를 나타내었다

참고 자료

최재성, “분석화학 기기분석”, 동화기술, 2000
신은상외, “기기분석”, 동화기술, 1998
Henry H. Bauer, “Instrumental Analysis”, Allyn and Bacon, Inc, 1978