생화학실험 | UV-VIS KMnO4 극대 흡수 파장 측정

 

 

 

TIP

 

 

UV-Vis의 기기 사용방법을 습득하고 특급 시약으로 조제한 용액의 흡광도를 측정하여 KMnO₄의 극대 흡수 파장을 구한다.

 

 

 

Beer-Lambert Law

빛의 투광도는 시료의 농도와 특별한 상관관계를 나타내지 않지만 그 로그함수는 다음과 같이 시료의 농도와 일정한 상관관계를 나타낸다.

 

 

- log T = K×C

C : 시료 중의 흡광물질의 농도, K: 상수

 

위의 식에서 -log T를 흡광도(absorbance,A)라고 함으로 흡광도는 시료의 농도와 특별한 상관관계를 지니게 된다.

 

A = K×C

 

위의 A = KC의 관계를 Beer's law라고 한다. 하지만 시료의 흡광도는 위에서 설명한 시료중의 흡광 물질의 농도에 의해서만 결정되지 않는다. 즉, cuvette의 직경 또는 폭에 따라서 흡광도는 달라진다. 또한 흡광도는 물질 고유의 특성에 따라서도 달라지는데 이것을 몰 흡수계수(molar absorptivity)라고 하며 ε로 표시한다. 그러므로 Beer's law는 다음과 같이 쓸 수 있다.

 

A = εlC

A: absorbance(흡광도) = OD (optical density)

ε: molar absorption coefficient (몰 흡광 계수)

c: molar concentration (몰농도) l : light path length

 

흡광도 A는 무단위이다.

시료의 농도 c의 단위는 M이고, 통로길이의 단위는 ㎝이다. 몰 흡광계수 ε 의 단위는 M^-1㎝^-1. 특정 파장에서 얼마만큼의 빛을 흡수하였는가를 의미한다. ε값이 낮을시 발색시약으로 흡광을 잘되게 만들 수 있다.

 

 

Standard curve를 이용한 시료중의 흡광물        흡광물질의 농도가 높을 때의 편차

 

흡광도는 Beer's law에 의해 흡광물질의 농도에 비례한다. 그러므로 농도를 알고 있는 표준 시료의 용액에 대한 흡광도가 얻어지면 이를 기준으로 미지농도 시료에 대한 농도를 계산할 수 있게 된다. 그러나 시료 중 흡광물질의 농도가 매우 높게 되면 Beer's law를 따르지 않게 된다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 1000ppm KMnO₄ 표준용액 제조

① KMnO₄ 약 0.1g을 비이커에 옮겨 약간의 증류수와 용해시킨다. 저희 팀은 0.1025g으로 조제하였습니다.(시계접시에 묻어 있는 미분도 세척병으로 전부 씼어서 넣는다)

 

 

② 갈색의 100㎖ 메스플라스크에 옴겨담은 후 표선까지 채운다. (비이커에 묻어 있는 시약을 전부 씻어서 넣는다)

③ 입구를 봉쇄하고 잘 혼합한다.

KMnO₄ 표준용액을 20ppm, 40ppm, 60ppm 으로 희석시키기.

① NV=N’V’의 공식에 의하여 2㎖, 4㎖, 6㎖를 호올피펫으로 취하여 100㎖ 메스플라스크에 옮긴 후 표선까지 채운다.

 

2) KMnO₄ 용액의 흡수 스펙트럼 측정하기

① pc에서 분광광도계에서 측정하고자 하는 파장 범위(400∼600㎚)를 설정한다.

② Blank cell에는 증류수(수도물)을 넣는다. 오차 방지를 위하여 입사광선이 들어오는 쪽을 향하게 하며 오염에 따른 오차를 줄이기 위하여 시료 용기는 신중하고 깨끗이 다룬다.

③ 깨끗히 세척한 셀 내면을 KMnO₄ 용액으로 2∼3회 헹군후 셀의 2/3 정도까지 액체를 채운다. 셀주위를 닦고 샘플칸에 넣는다.

④ pc 프로그램의 달리기 표시를 클릭하여 spectrum 측정후 상단의 view선택하면 각 파장에서 흡광도를 확인후 기록한다.

⑤ 매 측정시 blank 용액을 통해 영점조정을 한다. 20ppm, 40ppm, 60ppm 농도가 낮은 순부터 높은 순으로 측정을 한다.

 

 

 

[생화학실험]UV-VIS KMnO4 극대 흡수 파장 측정 레포트