기기분석법 가스크로마토그래피 고성능액체크로마토그래피 표준시료법

소개글

기기분석법 가스크로마토그래피 고성능액체크로마토그래피 표준시료법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험제목

날짜

목적

배경이론

실험결과

고찰토의

참고문헌

본문내용

용하였으며, 지난 주에 사용하였던 시료들을 각각 다른 농도 2ml씩 첨가하여 농도를 알아보는 표준시료첨가법을 이용하여 농도를 구하였다. A ml의 시료에 각각 농도가 다른 B ml의 Standard를 첨가하여 검량선을 작성한 뒤에 농도를 구하는 방법이 표준시료첨가법이다. Standard 2ml 씩 첨가할 때는 volume을 일정히 하고 농도만 다르게 하여 첨가한다. sample만 20ml 넣는 시료에는 농도가 0ppm인 2ml를 첨가해 주었다. 그 이유는 검량선을 작성하였을 때 x축이 0인부분에서 약간 면적 값이 올라가게 된다. 그 값은 다른 시료들처럼 2ml를 넣어 주지 않아 약간의 희석이 안 되었기 때문에 면적 값이 올라 간 것이다. 그것을 방지하기위해 0ppm인 solvent(메탄올)를 volume이 같게 2ml를 넣어서 다른 시료들과 마찬가지로 맞춰주어야 한다. 표준시료첨가로 인해서 생긴 검량선과 standard시료의 검량선은 서로 대칭하므로 기울기는 같게 된다. 기울기가 같으면 삼각형의 원리로 인하여 평행이동하여 비교해 보면 밑변(x축)과 높이(y축)도 같게 된다. 0을 중심으로 가상의 삼각형의 밑변의 길이는 같으므로 x축의 -값부터 0까지의 길이와 0에서 +값과 같게 된다. 이와 같은 방법으로 농도를 구할 수 있다. 간단히 말해서 면적 값(y축)이 0일 때의 x값이 구하고자 하는 농도 값이 된다. 역상(Reverse Phase) HPLC의 정지상은 비극성, 소수성, 지용성이고 이동상은 극성, 친수성, 수용성이다. 정상(Normal Phase) HPLC에서는 정지상은 극성이고 이동상은 비극성이다. 비극성으로는 hexane이 있다. 역상 HPLC는 컬럼이 실리카(규조토)로 되어있다. 모래성분이다. 그리고 실리카 주위(표면)를 기름으로 코팅하였다. 정상 HPLC는 표면에 아무것도 코팅하지 않고 컬럼이 실리카로만 되어있다.
GC에서 internal standard, external standard 방법을 이용해 서로 결과를 비교해보았다. 보통 external standard방법을 많이 사용하지만 각각의 상황에 맞춰서 다른 표준시료법을 이용하는 경우가 생긴다는 것을 알았다. benzene이 가장 먼저 검출되는 이유는 분자량이 작기 때문에 가장 먼저 검출되는 것이다. benzene(CH)의 분자량은 75이고 toluene(CH)의 분자량은 92이다. 분자량이 작은 물질은 휘발성이 좋고 휘발성이 좋은 것이 가장 먼저 검출된다. 메탄올이 휘발성이 가장 좋기 때문에 항상 먼저 peak이 나타나는 것이다. GC에서 Naphthalene도 검출해 보았는데 Naphthalene의 경우에는 benzene고리가 두 개 붙어있고 분자량이 너무 크기 때문에 peak이 너무 늦게 나와서 계속 기다리는 것은 실험에 있어서 너무 비효율적이다. 이런 경우에는 분자량 작은 것(휘발성 높은 것)일 때는 온도를 낮게 해주고 분자량이 큰 것일 때는 온도를 높여주어 기계에 setting해 놓는데 이러한 조건을 맞춰주는 것을 승온조건이라고 한다. GC는 온도를 조절하면 분석시 control이 가능하고, HPLC는 흘려주는 이동상의 조성을 바꿔주면 control이 가능하다. 이번 실험에서는 60℃에서 5분이 지나면 분당 20℃씩 증가하게 되고 160℃에 도달하면 3분간 유지되도록 setting한 뒤 실험을 하여 분석시간 단축을 하였다. 이렇게 분석시간 단축을 하기 위해 setting하는 것을 온도프로그래밍이라고 한다. 온도를 높이면 retention time은 빨리 나오고 온도를 낮추면 retention time은 느려진다. 하지만 온도가 낮을 때가 분리능은 더 좋다. GC 경우 모세관 컬럼을 사용하는데 이동상인 gas를 100:1로 넣는다. 이것을 split or ratio라고 한다. 이 말은 100을 넣는다면 99는 전부 빠져나가고 컬럼에 도입되는 양은 1만 도입된다. 이 비율은 조절이 가능하다. 그리고 모세관 컬럼에 너무 많은 양을 주입하게 될 경우에 꼬리끌기 현상이 일어난다. 실제로 실험에서 5μL를 주입하였는데 계속 peak에서 tailing 현상을 볼 수 있었다. 마지막에 Standard 4까지 다 주입한 뒤에 다시 한번 5μL가 아닌 2μL만 주입하여 분석한 결과 peak이 아주 깨끗하게 나오는 것을 알 수가 있었다.
GC에서의 실험은 내부표준시료와 외부표준시료를 비교하였는데, 결과적으로 이 실험에서는 Ethyl benzene을 내부표준시료로 사용하여 분석하였다. B,T,N은 St1에서 St4까지 갈수록 농도가 높아져서 peak도 갈수록 높아지지만 Ethyl benzene은 같은 농도를 다 첨가했기 때문에 peak의 농도가 계속 같게 나온다. 검량선을 작성 할 때는 Y축을 분석성분면적과 Ethyl benzene면적을 비율로 두어서 작성하여 결과를 얻는다. Ethyl benzene을 분모로 두고 분석성분을 분자로 잡아 그 값을 y축에 놓으면 결과 값을 구할 수 있다. 외부표준시료를 이용하는 것은 간단하다. 지금까지 이야기한 내부표준시료법에서 Ethylbenzene만 빼면 외부표준시료법이 되고 지난 주와 동일하게 되는 것이다. 총 3개의 검량선에서 Y절편을 0으로 잡은 경우와 Y절편을 취한 경우, 두 가지로 나누어서 검량선에 나타내어 비교하였다.
Y절편을 0으로 잡은 경우에는 B(benzene) T(toluene) N(Naphthalene) 모두 다 R²값이 좋지 않았다. 하지만 Y절편 취한경우에는 R²값은 1에 가까웠다. 농도와 면적의 상승면에서는 모두 비례하여 결과값을 제대로 얻었다. 하지만 Y절편을 0으로 잡은 경우 회귀직선이 0점을 지나야 하는데 0점을 지나지 않아서 R²값은 좋지 않게 값이 나왔다.
- 참고문헌 (reference)
1. 수질환경 기사 산업기사, 성안당, 이승원,문승수,윤현식 지음
2.. 기기분석, 동명사, 일본화학동인
3. 최신 분석 화학 2, 자유아카데미, 김강진 김하석 이대운 이원
4. Environmental Pollutants Analtses(환경오염물질분석 강의 실험 요약본), 최성찬
5. (5) 분석화학, 自由 아카데미, Daniel C. Harris

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