[화학공학실험] 기기분석 - AAS[원자흡수분광법]를 이용한 구리의 정량분석

April 30, 2014

[화학공학실험] 기기분석 - AAS[원자흡수분광법]를 이용한 구리의 정량분석

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설명 : 1. 원자의 흡수, 방출 및 형광
원자 흡수분광법(atomic absorption spectrometry)
원자화 장치를 통해 만들어진 분자 결합력이 작용하지 않는 중성 원자 구름
(neutral atomic cloud)에 분석물질이 특징적으로 갖는 파장의 복사선을
쬐어주면 분석 대상 원자는 그 파장의 빛을 흡수하여 바닥상태에 있던
최외각의 전자가 높은 에너지 준위로 전이를 일으킨다. 이때 들뜬 원자로
되면서 흡수하는 빛의 세기를 측정하는 방법이 원자흡수 분광법이다.

복사세기가 Io인 이들 파장의 빛은 길이가 b인 시료를 두드린다. 두드리는 반대편
쪽으로 시료를 통과되어 나온 빛살의 복사세기는 Io이다. 빛의 일부는 시료에 의해
흡수될 것이므로, It ￡ Io 이다. 투광도(transmittance), T는 원래의 쪼여준
빛과 시료를 통과한 빛의 분율로서 정의된다.

T = It / Io

그러므로 T 는 0에서 1의 범위를 가진다. 퍼센트 투광도는 단순히 T´100으로서,
0과 100% 사이의 범위를 가진다. 보다 더 유용한 양은 흡광도(absorption)로서,
다음과 같이 정의한다.

A = log10(Io / It) = -logT

빛이 전혀 흡수되지 않았을 때 It = Io가 되고, 따라서 A = 0이다. 만약 90%의
빛이 흡수되었다면, 10%가 투과되었으므로 P = Po/10이 되고, A = 1이 된다.
단지 1%의 빛만 투과되었다면 A = 2가 될 것이다. 때로는 흡광도를 광도
(optical density)라고도 한다.
흡광도가 중요한 이유는 이것이 시료 중에 함유되어 있는 빛을 흡수하는 화학종의
농도에 정비례하기 때문이다.
그래서 농도에 대해 log함수로 나타나는 세기(intensity)보다 직선성을 가지는
흡광도로 표현하는 것이 쉽다.

A = e b c

이 식은 분광광도법을 분석화학에 응용함에 있어서 가장 중요한 핵심이 되는
식으로 Beer-Lambert법칙이라고 한다.
흡광도(A)는 빛이 지나가는 시료층의 두께(b)에 비례함을 Lambert가 발견
하였고, 그 뒤 Beer는 흡광도가 빛이 지나가는 시료의 농도(c)에 비례함을
발견하여 이것을 합하여 Beer-Lambert law라고 하였다.