- 2조 -

김아리 김우경 임정은 정윤아

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모든 원자들은 특정 에너지를 가진 불연속파장의 빛 을 흡수하여 들뜸

원자의 흡수, 방출을 측정하면 매우 뾰족한 선스펙트럼 얻을수 있음

Ca는 주로 422.67nm의 빛 흡수(Reference : Atomic absorption spectroscopy 2th , James W. Robinson )

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- AAS 기계의 개략적인 모식도 -그림출처 Quantitative Chemical Analysis 7th , Daniel C.Harris

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• 광원

속 빈 음극등

전극 없는 방전등

광원변조

그림출처 Quantitative Chemical Analysis 7th , Daniel C.Harris

- Hollow Cathode lamp -

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실제 Hollow cathode lamp 의 모습

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• 시료원자화 방법

불꽃원자화 장치

흑연로

증기발생기술

연료 : 산소 + 아세틸렌 (7 : 3)

약 2000℃

그림출처 Quantitative Chemical Analysis 7th , Daniel C.Harris

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불꽃 원자화장치의 특성

- 다른 방법들에 비해 재현성 우수

- 널리 사용됨

- 시료효율이 낮다

- 불꽃영역에 따라 온도가 일정하지 않다

Page 10 불꽃 원자화 장치의 사진

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•단색화 장치

불꽃 통과한 빛에서 하나의 원자공명선을 분리시킨다.

그림출처 Quantitative Chemical Analysis 7th , Daniel C.Harris

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•검출기

광전증배관

배열 광다이오드 검출기

전하결합장치

적외선 검출기

그림출처 Quantitative Chemical Analysis 7th , Daniel C.Harris

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장점시료의 원자화가 쉽다.

간섭이 비교적 적으며 쉽게 제거할 수 있다.

빠르고 정확하며 조작이 간편하다

측정원소의 범위가 넓다.

미량의 시료 측정이 가능하다.

단점각 원소를 분석 할 때마다 다른 광원이 필요하다

동시 분석이 어렵다

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실험 과정

1) 방해실험 - 인산이온의 영향

- Na, Al 이온의 영향

2) 유기용매의 영향

3) 미지시료의 칼슘 정량

4) 표준첨가법

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실험 1) 방해실험 - 인산이온, 나트륨의 영향 측정

< 방해 ( interference ) >

분석 물질의 농도 변화 없지만 신호를 변화시키는 효과

→ 방해요인을 제거, 동일한 방해영향을 나타내는 표준물질을제조하여 보정

- 방해의 종류

Spectral interference

Chemical interference ( 실험 1,2 )

Ionization interference

Physical interference ( 실험 4 )

Non-specific absorption

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Chemical interference

- 분석원소가 시료 용액 내의 이온과 결합하여안정한 화합물을 만들어 원자화를 방해

→ 1. 불꽃의 온도를 높인다.

2. releasing agent 사용

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Releasing agent

- 해방제, releasing agent 분석 원소 또는간섭 물질과 선택적으로 반응하여 간섭물과분석원소의 반응을 줄이게 된다.

이번 실험에서는 SrCl2 사용

→ 정확한 흡광도 측정 가능하게 함

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2) 유기용매의 영향

유기용매(에탄올, 에스테르, 케톤 등) 사용하면 흡광도가 증가함

-> 분무효율 및 용매증발 증가.

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실험 4) 표준 첨가법, Standard addition method

- 시료용액에 분석원소와 거의 같은 농도 수준과 이것의 2배, 3배의농도를 갖는 표준용액을 첨가하고 시료용액 자체와 함께 방출세기를측정하여 검정곡선 작성

Matrix의 영향을 줄이기 위해 사용

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1) 방해실험

- 인산이온의 영향 : Ca용액에 인산, SrCl2를 각각 혹은 같이 첨가했을때 변화 측정

- 나트륨의 영향 : Ca용액에 Na용액과 Al용액 첨가했을때 변화 측정

2) 유기용매의 영향

: 유기용매인 에탄올 첨가시 변화 측정

3) 미지시료의 칼슘 정량

: 0, 2.5, 5, 7.5, 10, 15 ppm Ca용액 으로 검정곡선 작성후 미지시료 Ca농도 결정

4) 표준첨가법

: 동일한 양의 미지시료의 각각 다른양의 Ca를 첨가하고 부피를 동일하게 맞추어흡광도를 측정한다. 검정곡선 작성하여 미지시료의 흡광도 결정

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실험 1) 결과

5.0 ppm Ca5.0 ppm Ca + 10 ppm인

산

5.0 ppm Ca

+ 10 ppm인산+ 1% SrCl2

5.0 ppm Ca

+ 1% SrCl2

5.0 ppm Ca

+ 1000 ppmNa

5.0 ppm Ca

+ 10 ppm Al

측정 1 0.107 0.089 0.122 0.120 0.138 0.056

측정 2 0.111 0.092 0.125 0.108 0.140 0.055

측정 3 0.110 0.089 0.122 0.109 0.137 0.054

평균 0.109 0.090 0.123 0.112 0.138 0.055

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실험 1) 결과

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실험 2) 결과

에탄올 99.4%, 5ppm Ca 용액 실험 1)의 5.0 ppm Ca

측정 1 0.201 0.107

측정 2 0.213 0.111

측정 3 0.212 0.110

평균 0.208 0.109

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실험 3) 결과

0 ppm 2.5 ppm 5.0 ppm 7.5 ppm 10 ppm 15 ppm

측정 1 0.002 0.064 0.124 0.178 0.255 0.392

측정 2 0.002 0.062 0.124 0.174 0.250 0.391

측정 3 0.002 0.062 0.125 0.172 0.246 0.382

평균 0.002 0.063 0.124 0.175 0.250 0.388

조교님이 몰래 만드신 미지시료 X의 평균 흡광도

: ( 0.130+0.124+0.127 ) / 3 = 0.127

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실험 3) 결과

미지시료의 칼슘 농도: (0.127+0.0035)*20 /0.0256 = 5.098 ppm

5.098 ppm

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실험 4) 결과

0 50㎕ 첨가 100㎕ 첨가 150㎕ 첨가

측정1 0.048 0.111 0.171 0.259

측정2 0.048 0.109 0.175 0.251

측정3 0.048 0.106 0.172 0.258

평균 0.048 0.109 0.173 0.256

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실험 4) 결과

미지 시료의 농도 : 0.0433 * 5 /0.0275 = 7.875ppm

1.575ppm

R² = 0.9944

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- Quantitative Chemical Analysis 7th , Daniel C.Harris, 2007, Freeman

- 화학 실험 (3) 연세대학교 화학과

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AAS 원리 및 기기 구성

5

4

?

Dilute ??

422nm ? 422nm ?

Ca

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