분석화학실험 | UV-Visible Spectrum측정을 통한 Vitamin tablet의 Fe(Iron)정량분석

 

 

 

TIP

 

 

1. 본 실험은 비타민제의 Fe 함량에 대한 정량분석으로, 시중에서 판매되고 있는 종합 비타민제인 센트륨의 Fe 함량에 대해 정량적으로 분석해보는 실험이다. 제조사에서 밝히고 있는 1정당 함량은 18㎎이지만, 분석결과 이에 크게 못미치는 7㎎로 약 38%에 해당된다.
2. UV-spectrum을 통한 농도의 분석은 A=εbc 로 주어지는 beer's Law로 설명할 수 있다. beer's Law는 물질의 흡광도에 관한 식으로, 물질은 물질 고유의 몰 흡광계수(ε)를 갖는다. 흡광도는 몰 농도와 시료의 길이에 의해 영향을 받으므로 여러 농도에서의 흡광도A를 측정하면 정량적인 분석이 가능하다.

 

 

 

Preparation of sample

이온상태로 존재하는 Iron은 무색으로 Absorbance를 측정할 수 없다. 따라서 적절한 방법으로 색을 나타낼 수 있게 해주어야 한다. 본 실험에서는 Fe²⁺을 o-Phenanthroline을 이용해 Octahedral 구조를 가지는 metal complex로 만들어 준다. 이런 metal complex의 보편적인 특징은 시각적으로 확실하게 알 수 있는 색을 띈다는 점이다. 이렇게 생성된 Iron과 o-Phenanthroline의 metal complex는 508㎚에서 최대 absorbance를 가진다.

 

색은 붉은색을 띄는데, 이것은 complement color 관계에 의해서도 예측이 가능하다. 다만 Tablet속 Iron의 Oxidation state는 +3이기 때문에 Reductant인 Hydroquinone으로 reduction 시켜주어야 한다. 또한 Chelation 반응은 pH에 민감하다. 이번 실험에서의 적절한 pH는 3.5정도이다. 본 실험에서는 위에서 설명한 이론을 바탕으로 여러농도의 Standard Fe solution을 만들어 Calibration curve를 그린 후, Tablet solution의 Absorbance를 측정하여 비타민 속의 Fe를 정량적으로 분석해 보았다.

 

 

실험 방법

1. Prepare of Standard Fe solution

1) 약 50㎖의 증류수에 1㎖의 98% H₂SO₄ 를 넣는다

 

2) Fe(NH₄)₂(SO₄)₂·6H₂O 0.0281g을 1번의 solution에 녹인다.

 

3) 증류수를 채워 100㎖ 가 되도록 맞춘다.

 

4) 위 Solution에서 10㎖를 덜어 pH가 3.5가 될 때까지 소모되는 Trisodium citrate의 양을 측정한다. 만약 측정된 양이 50방울 이라면 5㎖의 Solution이 pH3.5되기위해서는 25방울이 필요하다.

 

5) 3)번의 Solution에서 10㎖를 취해 Hydroquinone 2㎖, o-Phenanthroline solution 3㎖를 넣고 4번에서 측정된 양만큼의 Trisodium citrate를 넣고 증류수로 100㎖가 되도록 묽힌다.

 

6) 3)번의 Solution에서 5㎖를 취해 Hydroquinone 2㎖, o-Phenanthroline solution 3㎖를 넣고 4번에서 측정된 양의 1/2에 해당하는 Trisodium citrate를 넣은후 100㎖가 되도록 묽힌다.

 

7) 3)번의 Solution에서 2㎖를 취해 Hydroquinone 2㎖, o-Phenanthroline solution 3㎖를 넣고 4번에서 측정된 양의 1/5에 해당하는 Trisodium citrate를 넣은후 100㎖가 되도록 묽힌다.

 

8) 3)번의 Solution에서 2㎖를 취해 Hydroquinone 2㎖, o-Phenanthroline solution 3㎖를 넣고 4번에서 측정된 양의 1/10에 해당하는 Trisodium citrate를 넣은후 100㎖가 되도록 묽힌다.

 

2. Prepare of Tablet solution

1) Tablet 1알을 25㎖의 HCl에 넣고 끓인다.(반드시 Hood에서 할 것!)

 

2) 15분정도 끓인 후 깔때기를 이용해 용액을 거른다. 이때 비커에 걸러진 용액을 담지 말고 100㎖ round bottom flask에 바로 담도록 한다.

 

3) 끓일 때 사용되었던 Beaker와 깔때기는 증류수로 씻으며 걸러준다.

 

4) 이렇게 거른 solution을 100㎖가 되도록 묽힌다.

 

5) 5㎖를 pippet으로 취해 새로운 100㎖ round bottom flask에 옮겨 담고 100㎖가 되도록 증류수로 묽힌다.

 

6) 5번에서 만들어진 Solution 중 10㎖를 덜어서 pH 3.5가 되는데 필요한 Trisodium Citrate 의 양을 측정한다.

 

7) 5번에서 만들어진 solution 10㎖에 Hydroquinone 2㎖, o-Phenanthroline solution 3㎖와 6번에서 측정된 만큼의 Trisodium Citrate를 넣고 100㎖가 되도록 묽힌다.

 

3. UV spectrum의 측정

1) 10㎖, 5㎖, 2㎖, 1㎖ 의 Standard Fe solution과 Tablet solution, 총 5개의 sample의 spectrum을 측정한다.

 

2) Excel을 이용해 Calibration curve를 그리고 Tablet solution의 contration을 구해 Fe의 함량을 계산한다.

 

 

 

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