Xylenol orange-계면활성제 복합체를 이용한 희토류 금속의 분광광도법적 분석

Abstract

금속 지시약 (metallochromic indicator)의 일종인 Xylenol Orange (XO), 양이온 계면활성 제 Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) 그리고 희토류 금속 (rare earth metal)이 이루는 삼성분 복합체 형성에 관한 연구를 수행하였다. X0의 H_(3)X0^(3-)와 H_(2)X0^(4-) 형태는 수용액에서 각각 438, 576 ㎚에서 최대흡수를 나타내었으며 H_(3)XO^(3-)/H_(2)XO^(4-)의 pKa값은 7.15로 결정되었고, CTAB가 존재시 이들의 최대흡수파장은 432, 589.5㎚에서 관찰되었고, pKa값은 5.48로 결정되었다. 높은 pH에서 (예로, pH10) XO와 La(Ⅲ)의 이성분 복합체는 578㎚에서 흡수를 나타내었고, 흡광도는 XO만의 것과 거의 차이가 없었다. 그러나, CTAB의 첨가는 XO, La(Ⅲ)농도에 따라 590㎚∼615㎚까지의 장파장 이동결과를 가져왔으며 흡광도의 큰 증가를 보여 주었다. 이러한 장파장 이동은 계면활성제인 CTAB이 형성하는 미셀 표면의 정전기적 인력에 의한 것으로 설명될 수 있으며 흡광도의 증가는 XO-CTAB-La(Ⅲ)의 삼성분 복합체 형성에 의한 것으로 설명되어진다. 또한 연속 변화법을 통해 착물에서의 La(Ⅲ)과 XO는 1:3임을 알 수 있었다. XO-CTAB과 Y(Ⅲ), Ce(Ⅳ)이 이루는 복합체 형성에 대한 연구를 같은 조건에서 수행하였는데 용액은 짙푸른 색을 나타낸 La(Ⅲ)과는 달리 보라색을 나타내었으며 흡수파장의 장파장 이동과 흡광도의 증가가 가장 큰 것은 La(Ⅲ)이 이루는 삼성분 복합체였다 XO를 사용한 희토류 금속의 분석은 양이온 계면활성제를 첨가함으로써 큰 효과를 볼 수 있으며 특히 La(Ⅲ)분석에 용이함을 알 수 있었다.;Spectral behaviors of ternary complex formation between XO, a metallochromic indicators, cationic surfactant CTAB and rare earth metals were studied. XO showed maximum absorption at 438nm and 576nm depending pH. The pKa for the dissociation of H_(3)XO^(3-) to H_(2)XO^(4-) was determined as 7.15. Addition of CTAB to XO solution shifted the absorption maxima to 432nm and 589nm, and pKa of XO was changed to 5.48. In the absence of CTAB, addition rare earth metal caused little change in absorption maxima and slight CTAB to the XO-La(Ⅲ) complex resulted in a large bathochromic and hypsochromics shifts. These was explained in terms of ternary complex formation of XO-CTAB-La(Ⅲ) by short-range electrostatic force. The composition of the XO-La(Ⅲ) complex in the presence of the surfactant was determined as 1:3 by the continuous variation method. Y(Ⅲ) and Ce(Ⅳ) exerted similar effects on the spectra of XO-CTAB as La(Ⅲ) did. The behaviors observed in the presence of the cationic surfactant CTAB was not observed with a non-ionic surfactant, Triton X-100.