빛에서 데이터까지: 비색법 및 분광광도법 기술

비색계:
Colorimetry 단순히 색상을 측정하는 것입니다. Colorimetry 물질의 알려진 농도에 대한 상대적인 빛의 흡수를 측정하여 물질의 농도를 결정하는 것입니다. 시각적 측색에서는 일반적으로 자연광 또는 인공 백색광이 광원으로 사용되며 일반적으로 측색계 또는 색상 비교기라는 간단한 도구를 사용하여 측정이 이루어집니다. 눈 대신 광전지를 사용하는 경우 이 기기를 광전 색차계라고 합니다.

비색 분석은 많은 물질이 서로 반응하여 측정되는 물질의 농도를 나타내는 색상을 형성한다는 원리에 기초합니다. 물질이 강도(I 0 )의 빔에 노출되면 방사선의 일부가 물질의 분자에 흡수되고 강도(I)의 방사선이 방출됩니다. 이러한 강도 차이는 비색 분석에 사용됩니다.

흡수된 방사선의 양은 Beer-Lambert 법칙에 의해 제공됩니다.
A = ̐•l•C
A는 흡광도
τ는 몰 흡광 계수 [L/(mol·cm)]
l은 경로 길이(cm)입니다.
C는 농도(mol/리터)입니다.

분광광도법은 무엇입니까:
분광 광도 특정 파장 또는 특정 파장 범위 내에서 물질의 흡광도를 측정하여 물질을 정성, 정량 분석하는 방법입니다.

분광광도법의 기본 원리:
물질은 빛과 상호작용하며 선택적으로 흡수하는 특성을 가지고 있습니다. 유색 물질의 색상은 물질이 빛과 상호 작용하여 생성됩니다. 즉, 유색 용액이 나타내는 색상은 용액 내 물질이 빛을 선택적으로 흡수하기 때문에 발생합니다.

물질마다 분자 구조가 다르기 때문에 빛의 파장에 따라 흡수 능력이 다릅니다. 따라서 특징적인 구조를 가진 구조군은 선택적인 흡수 특성을 위해 최대의 실제 파장을 가지며, 최대 흡수 피크를 형성하며 독특한 흡수 스펙트럼을 생성합니다.

같은 물질이라도 함유량에 따라 빛을 흡수하는 정도가 다릅니다. 물질의 고유한 흡수 스펙트럼을 이용하여 물질의 존재를 확인하는 방법(정성분석), 물질이 특정 파장의 빛을 흡수하는 정도를 이용하여 물질의 함량을 측정하는 방법(정량분석) s라고 불리는광학광도법.

Lambert-Beer 법칙은 분광 광도법의 정량 분석의 기초가 되는 기본 원리입니다. 단색광(한 가지 색상의 빛)이 균일한 용액을 통과하면 일부는 흡수되고 일부는 투과됩니다. 입사광의 강도를 I0, 투과광의 강도를 I로 하면 I/I0는 투과율이며 T로 표시됩니다. 투과율 T% = (I/I0)x100%

연구에 따르면 용액에 의한 빛의 흡수 정도, 즉 흡광도(A)(소광 E 또는 광학 밀도 D라고도 함)와 투과율(T)은 음의 로그 관계, 즉 A = – LGT

램버트의 법칙: 유색 용액의 빛 흡수 정도(A)는 액체 층의 두께(광 경로) b에 비례합니다. 용액의 농도가 일정한 경우, 용액의 액체층의 두께가 두꺼울수록 광흡수 정도의 A값은 커지고, 광투과율은 작아진다.
즉, A = ab

맥주의 법칙: 유색 용액의 빛 흡수 정도(A)는 농도(빛을 흡수하는 입자의 수) C에 비례합니다. 즉, 용액의 액체층 두께가 일정할 때 농도가 높아집니다. 용액이 많을수록 빛의 흡수 정도는 커지고 투과율은 작아집니다.
즉, A = ac
위의 두 수식을 결합하면 다음 수식으로 표현할 수 있습니다. A = -lgT=abc
즉, A = abc입니다.

위의 공식은 Lambert-Beer의 법칙입니다. 즉, 단색광의 광선이 균일한 용액을 통과할 때 단색광에 대한 용액의 흡광도는 용액 농도와 액체층의 두께의 곱에 비례한다는 의미입니다. [2-3]

A=abc에서 흡수계수 a는 광흡수 물질의 감도를 나타낸다. a의 값이 클수록 감도가 높아집니다. 농도의 단위가 물질의 농도(단위: mol/L)라면 흡수율 a는 ε로 쓸 수 있고, ε는 몰흡수율이라고 합니다.

위 식을 통해 용액층의 두께 b와 흡수계수 a를 고정하면 흡광도 A는 용액의 농도와 선형적으로 관계됨을 알 수 있다. 정량분석에서는 먼저 용액이 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 정도(흡수스펙트럼)를 측정하여 최대흡수파장이 결정되고, 이 파장의 빛을 광원(단색광)으로 사용한다. ) 랭버비어의 법칙인 흡광도 A를 측정하는 것이 정량분석의 첫 번째 조건이다.

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