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[화학실험 보고서] 금 나노입자의 합성과 분석

 

실험목적

여러 가지 크기의 금 나노 입자를 합성하고, 그 성질과 색을 관찰한다.

 

실험원리

나노입자 - 적어도 한차원이 천만분의 1미터(〓100nm) 이하인 분자.나노기술이 다루는 나노 입자의 크기는 최소한 1~100nm가 되어야 하고, 나노 크기의 물리, 화학적 성질을 근본적으로 제어할 수 있는 과정을 통해 만들 수 있어야 하고 더 큰 구조물로 합쳐져야 한다.

(1nm 〓 10-9m)

 

금 나노 입자에 따른 색깔 - 100nm 이상 : 금색

75nm ~ 100nm : 검정색

10nm ~ 75nm : 청색

10nm 이하 : 붉은색

 

→ Au(Ⅲ)이온을 몇 가지 다른 조건과 다른 환원제를 이용하여 환원시켜 크기에 따른 금 나노 입자의 색깔을 통해 그 크기를 알 수 있다. 금 나노 입자에 흡착된 음이온의 종류에 따라 크기가 변한다. 나노 입자의 크기가 커지면 표면 플라스몬(surface plasmon)의 흡수 파장은 길어진다. 또 나노 입자의 모양이나 매질의 굴절률도 흡수 파장에 영향을 끼친다

 

콜로이드 - 물질의 분산 상태를 나타내는 것으로 지름이 1~100nm 정도의 미립자가 기체 또는 액체 중에 분산된 것은 콜로이드 상태라고 부른다.

◆ 콜로이드의 분류 - 상태에 따른 분류 : 우유, 녹말과 같이 유동성이 있는 상태 를 졸(〓sol), 묵이나 한천과 같이 반고체 상태를 겔(gel)이라고 한다.

- 전하에 따른 분류 : +전하를 띈 양성 콜로이드와 -전하는 띈 음성 콜로이드로 나누어진다.

- 콜로이드 생성에 따른 분류 : 한 개의 분자로 이루어진 분자 콜로이드, 다수의 분자나 이온으로 이루어진 미셀 콜로이드, 특수한 분산법으로 만들어진 분자나 이의 모임인 분산 콜로이드가 있다.

 

◆ 콜로이드 용액의 성질 - 브라운 운동 : 콜로이드 입자가 분산매의 충돌에 의해 불규칙하 게 움직이는 운동

- 틴들 현상 : 콜로이드 입자가 빛을 산란시켜 용액에서 빛의 진 로가 밝게 보이는 현상

- 흡착 : 콜로이드 입자가 겉넓이가 넓어서 입자 표면에 다른 분 자나 이온이 쉽게 달라붙는 현상

- 엉김 : 소수 콜로이드에 전해질을 넣으면 콜로이드 입자들이 전 기력에 의하여 서로 덩어리로 뭉쳐서 엉기게 되는 현상

- 전기 이동 : 대전된 콜로이드가 어느 한쪽의 전극으로…(생략)

 

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