물리화학실험 | 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 - Carbonium and Related Dyes

 

 

 

TIP

 

 

1. 몇 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유전자 모델을 이용하여 해석한다.
2. UV-Visible Spectromer 측정 원리를 이해하고, 컨쥬게이션 염료의 자외선 가시광선 흡수 스펙트럼 결과를 분석하는 실험이다.

 

 

 

본 실험은 컨쥬게이션 염료의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유 전자 모델을 이용하여 해석하는 데 그 목적이 있다. 즉, 어떤 분자 내에서 분자 궤도 함수 내에 있는 전자들은 일정 에너지를 흡수함으로써 그 보다 높은 분자 궤도 함수로 전이를 하게 된다. 이때 흡수하는 에너지의 양에 따라 전자 전이의 정도가 틀려지게 된다. 에너지는 파장과 관련이 있으며 우리가 실험에서 사용하는 UV-Visible (200～700㎚)의 파장에 해당하는 영역의 에너지를 흡수한 전자로 전자 전이를 일으키게 된다.

 

 

본 실험에서는 계산을 통해 구해진 전자전이의 에너지에 해당하는 파장과 실제로 분광기를 이용해 측정한 파장을 비교하고 이를 자유전자 모델을 통해서 해석해 보려고 하는 것이다.

 

그리고, 어떠한 물질은 에너지를 흡수하여 전자 전이를 일으키게 된다. 물질의 특성에 따라서 흡수하는 에너지의 범위가 틀린데 이때 우리가 흔히 말하는 가시광선 영역의 에너지를 흡수하는 물질의 경우 가시광선 영역에서 특정 에너지 (특정 파장의 빛)을 흡수함으로서 우리는 그 물질이 흡수한 이외의 파장에 대한 나머지 부분의 에너지가 조합된 빛을 볼 수 있게 된다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

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 ㎖를 준비한다. 농도는 거의 10^-3M이 되게 한다.

 

4) 분광기를 작동 시켜 첫번째 용액의 스펙트럼을 얻는다.

 

5) 흡수띠가 나타날 때까지 전 가시광선 영역(400～750㎚)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 ㎖정도 만들어 같은 방식으로 그것들의 스펙트럼을 얻는다.

 

 

 

[물리화학실험]컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 레포트