분석화학실험 | UV-VIS Spectrum을 이용한 코카콜라 속 카페인 정량 분석

 

 

 

TIP

 

 

분광광도법을 이용하여 콜라속 카페인의 양을 정량한다.

 

 

 

UV 분광법

물질에 따른 가시 적외선의 흡수는 그 분자의 바닥상태에 있는 전자가 광에너지 (E=hv)를 흡수하여 들뜬 상태로 전의함으로써 일어난다. 이 흡수의 크기는 파장에 따라 다르며 파장에 따른 흡수스펙트럽은 물질의 특유한 것이다. 분자내의 전자가 전이를 일으키는데 큰 에너지가 필요하며 자외선 혹은 가시광선이 흡수 된다 . 이러한 성질을 이용하여 시료를 분석하는 것을 가시 자외선 흡수스펙트럽법이라고 한다. 가시 자외선 광도계는 일정한 파장에서 흡광도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 시간의 추이에 따른 흡광도의 변화 일정범위에 걸친 파장에 따른 흡광도의 변화들을 측정할 수 있다. 분광광도법에서 측정하고자 하는 양은 흡광도 이다. 그러나 흡광도를 직접 측정하는 것은 불가능 하므로 실제로는 시료 통과 전후의 투광도를 측정하고 흡광도를 얻게 된다.

 

흡수 스펙트럼을 기혹하는데 있어서 두 개의 쿠벳에 들어있는 기준 용액으로 바탕선 스펙트럼을 먼저 기록하는 것이 기본적인 과정이다. 만약 기기가 완벽하다면 기준 선은 어디서든 0이 될 것이다. 그러나 실제 상황에서는 기준선은 항상 작은 양의 값내지 음의 값의 흡수를 보여줄 것이다. uv스펙트럼은 x축에 파장을 나태내고 y측은 흡광도를 나타낸다. 최대 흡광도를 나타내는 파장의 범위는 아래의 그림과 같이 ultraviolet의 범위인 200-400정도이다. 해당파장은 어떤 물질인가를 가늠할 수 있다.

728x90

 

 

실험 방법

1. Preparation of soft drink solutions

1) 콜라에서 100㎖를 비커에 취한다

 

2) Hot plate에서 15분간 가열하여 콜라 속 탄산을 제거한 후 부피를 다시 측정한다.

 

3) 10㎖를 취한 후 100㎖ 부피플라스크를 이용해서 묽혀준다.

 

2. Preparation of calibrtion solutions

1) 카페인 0.1g 을 측정하여 1000㎖ 부피플라스크에 넣는다.

 

2) 증류수를 적당히 가하여 카페인을 모두 녹여준 후 1000㎖ 표선까지 증류수를 채워 100ppm 용액을 만든다. (0.1g/1000㎖ = 100ppm)

 

3) 만들어진 100ppm을 희석하여 10ppm, 20ppm, 30ppm, 50ppm 의 용액을 제조한다. 100ppm용액에서 각각 10㎖, 20㎖, 30㎖, 50㎖를 취하여 100㎖ 부피플라스크에 넣은 후 증류수를 표선까지 가해서 해당 농도의 용액을 만들도록 한다.

 

4) 이렇게 만들어진 용액은 모두 파라필름으로 밀봉하여 불순물을 차단하고 용액의 조성 변화가 거의 없도록 한다.

 

3. UV 스펙트럼 찍기

1) 컴퓨터, UV기기, 프로그램, lamp를 모두 켠다.

 

2) 카페인 시료의 용매가 증류수이므로 증류수로 baseline을 설정하는데 이 때 cell에 채우는 용액은 cell의 2/3 정도면 적당하다. 증류수를 cell에 채운 후 blank 버튼을 눌러서 spectrum 변화를 통해 안정화를 확인한다.

 

3) Task를 spectrum/peak 로 맞춘 후 display spectrum을 from 200 to 1000 (㎚)로 한다.

 

4) 카페인 20ppm 용액 시료를 cell에 넣고 최대 파장 값을 구한다. 이때 273㎚의 수치를 쓰는데 그 앞에 나타난 peak는 쓰지 않는다.

 

5) 4번에서 구했던 특정 파장에서 scan 한다.

 

6) 카페인 표준용액을 저 농도에서부터 차례대로 scan 해서 각각 농도에서의 피크를 기록한다. 용액의 농도가 진해질수록 용액내의 분자가 흡수하는 빛의 양이 많아지므로 흡광도가 높아지는 것을 확인할 수 있다.

 

 

 

 

[분석화학실험]uv-vis spectrum을 이용한 코카콜라 속 카페인 정량 분석 레포트