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기기원리

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흡광도법

흡광광도분석법은 일반적으로 광원으로 나오는 빛을 단색화장치 또는 필터에 의하여 좁은 파장범위의 빛만을 선택하여 액층을 통과시킨 다음
광전측광으로 흡광도를 측정하여 목적 성분의 농도를 정량하는 방법이다.
강도 Io 되는 단색광선이 [그림 1] 과 같이농도 C, 길이 ℓ되는 용액층을 통과하면 이 용액에 빛이 흡수되어 입사광의 강도가 감소한다.


통과한 직후의 빛의 강도 It와 Io 사이에는 램버어트 비어의 법칙에 의하여 다음의 관계가 성립한다.
It = I0 · 10-εcℓ / I0 : 입사광의 강도 /
It : 투사광의 강도 / C : 농도ℓ : 빛의 투과거리
ε : 비례상수로서 흡광계수라하고, C=1mol, 1=10㎜일 때의 ε의 값을 몰흡광계수라 하며
K로 표시한다.


It 와 Io 의 관계에서 It / Io = t 를 투과도, 이 투과도를 백분율로 표시한 것 즉, t × 100 = T를 투과 퍼센트라 하고 투과도의 역수의 상용대수
즉 log(1/t) = A 를 흡광도라 한다. 램버어트-비어의 법칙은 대조액층을 통과한 빛의 강도를 Io, 측정하려고 하는 액층을 통과한 빛의 강도를
It 로 했을 때도 똑같은 식이 성립하기 때문에 정량이 가능한 것이다.
대조액층으로는 보통 용매 또는 바탕시험액을 사용하며 이것을 대조액이라 한다. 흡광도를 이용한 램버어트-비어의 법칙을 식으로 표시하면
A = εcl 이 되므로 농도를 알고 있는 표준액에 대하여 흡광도를 측정하고 흡광계수(ε)를 구해 놓으면 시료액에 대해서도 같은 방법으로
흡광도를 측정함으로서 정량을 할 수가 있다.
그러나 실제로는 ε 를 구하는 대신에 농도가 다른 몇가지 표준액을 사용하여 시료액과 똑같은 방법으로 조작하여 얻은 검량선으로부터
시료중의 목적성분을 정량하는 것이 보통이다.
흡광광도 분석방법으로 정량분석을 하려면 이미 흡광도와 시료성분의 농도와의 비례성과 같은 시료에 대한 흡광도의 재현성을 검토하여야
한다. 일반적으로 정량분석에는 검량선을 미리 작성해 놓는 방법을 이용하며 경우에 따라서는 ε 의 값(몰 흡광계수)을 미리 구해 놓는 방법도
이용한다.


1. 검량선의 작성
검량선은 표준액의 여러가지 농도에 대하여 적당한 대조액을 사용하며 흡광도를 측정하고 표준액의 농도를 횡축, 흡광도를 종축에 취하여
그래프 용지위에 양자의 관계선을 구하여작성한다. 검량선은 거의 직선을 나타내는 범위내에서 사용하는 것이 좋다.
시약이 바뀌거나 시험자가 바뀔때에는 검량선을 다시 적성하는 것이 좋다. 단, 투과율을 측정하여 흡광도로 환산하지 않고 검량선을
작성할 때는 편대수 그래프용지를 사용하여 대수축에 투과율을 취하여 검량선을 작성한다


2. 표준액분석하려는 성분의 순물질 또는 일정농도의 표준액을 단계적으로 취하여 규정된 방법에 따라 표준액 계열을 만든다.
이때의 표준액 농도는 시험용액중의 분석하려는 성분의 추정농도와 거의 같은 농도범위로 한다.


3. 대조액 일반적으로 용매를 사용하며 분석하려는 성분이 들어있지 않은 같은 종류의 시료를 사용하여 규정된 방법에 따라 조제한다.


4. 정량조건의 검토
흡광광도법으로 정량분석을 할 때는 다음과 같은 조건을 검토하여 결정하여야 한다.
(1) 발색한 시험용액에 대한 흡수곡선과 최대흡수파장
(2) 바탕시험액의 흡수곡선과 바탕시험치
(3) 액성의 변화에 따른 흡광도의 변화
(4) 최적 pH범위와 완충액의 종류 및 첨가량
(5) 마스킹이 필요할 때는 파스킹제의 종류와 첨가량
(6) 안정제, 산화방지제 등의 종류와 첨가량
(7) 온도변화 및 방치시간에 의한 흡광도의 변화
(8) 시약의 농도 첨가량 첨가순서의 영향
(9) 시료액중의 피검성분의 최적농도 범위
(10) 시료액에 대한 빛의 영향
(11) 용매추출을 할 때는 최적용매의 선정