[A+ 만점 레포트] 분석화학실험 10. Spectrophotometric determination of ferric ion (Fe3+) 분광광도법을 이용한 철이온 정량

소개

2024년 1학기에 수강하고 A+ 받았던 분석화학실험에서 진행했던 실험입니다.
25점 만점 중 25점 받은 꼼꼼한 레포트이고, homework에 어느정도 시간을 들여야하는 레포트이기 때문에 참고하시면 시간 절약에 특히 도움이 되실 것 같습니다.

목차

1. Principle & object

2. Reagents

3. Apparatus & Instruments

4. Procedure (기기 사용법 포함)

5. Result (반응식과 계산식 포함, 미지시료의 농도 구하기 포함)

6. Homework
1) 왜 최대 파장에서 시료를 측정하는가?
2) 시료 cell width와 흡광도 A와의 상관관계는?
3) Beer's law의 한계? (최대 파장의 측정 이유, 흡광도 A의 범위, 농도 범위를 반드시 포함)

7. 고찰

본문내용

i. Title: Spectrophotometric determination of ferric ion (Fe³⁺)

i. Date : /Temperature: /Humidity:

i. Name:

i. Principle & Object
4-1. Principle
A=εbc, (A=흡광도, ε=몰흡광계수(cm-1·mol-1), b=셀의 두께(cm), c=용액의 농도(M)),
A=-log(I/I0) (A=흡광도, I=투과량, I0=입사량)

4-2. Object
빛을 흡수하는 성질을 가진 물질은 특정 파장의 빛에너지에 기여하는데, 이는 물질의 고유 현상을 나타내게 되며, 이러한 전자 스펙트럼에 대한 연구법을 분광광도법이라고 한다. 물질의 정량에 이용하는 Lambert-Beer’s law는 빛(복사선)이 물질층을 통과하면 일부가 흡수되는데, 이 때 흡광도와 빛의 흡수 경로 길이, 물질의 농도와의 상관관계를 설명한 법칙이다.
이번 실험에서는 물리적 분석방법 중 하나인 분광광도법을 이용하여 ferric ion을 정량분석한다. Fe³⁺은 pH 2~3 이상에서 salicylic acid와 반응하여 보라색 chelate를 형성한다. 이 chelate 화학종의 visible spectrum을 측정하고 최대 흡광이 이루어진 파장을 선택해 농도 변화에 따른 흡광도를 측정하면 화합물의 검량선을 작성할 수 있다. 이를 통해 미지시료 속의 chelate 화합물을 정량분석할 수 있다.

i. Reagents
① Fe(NH4)(SO4)2·12H2O (482.19 g/mol, Iron(Ⅲ) ammonium sulfate dodecahydrate, 황산제이철암모늄 12수화물, d=1.71 g/cm³, bp=230℃, mp=39~41℃, 피부에 닿지 않도록 주의한다.)

참고자료

· 단행본: Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler, Stanly R. Crouch. (2021). 스쿠그의 분석화학 강의 (제9판) 발행지: CENGAGE