수용액내에서 gadolinium-벤조산 착물형성 반응의 열역학적 함수값들을 이온상수 0.1M $NaClO_4$, $25^{\circ}C$ 조건하에서 구하였다. gadolinium-벤조산 착물의 안정도는 여분의 엔트로피 효과에 기인하는 것으로 판단되며, 벤조산 리간드의 경우 한 자리 리간드에 비해 높은 안정도 상수값을 나타내었다. 이러한 높은 안정도는 리간드내의 벤젠고리의 공액효과로 예측되었다. 합성된 Ga$(ben)_3$의 고체 IR스펙트럼 결과, 벤조산 리간드가 두 자리 리간드로 작용하여 킬레이트를 형성하였으며, 80${\sim}$300K 온도 범위에서의 자화율 데이터는 Curie-Weiss 법칙에 잘 적용됨을 알 수 있었다.
양이온성 계면활성제인 TTAB (tetradecyltrimethylammonium bromide) 용액에서 para-할로겐화 벤조산 이성질체들의 가용화 현상을 UV/Vis 분광광도법을 이용하여 연구하였다. 온도변화에 따른 가용화상수값($K_s$)과 임계미셀농도값(CMC)의 변화를 측정함으로써 열역학적으로 분석하였다. 그 결과 모든 이성질체들의 가용화에 대한 ${\Delta}G^{\circ}{_s}$ 값은 측정범위내에서 모두 음의 값을 나타내었고, ${\Delta}H^{\circ}{_s}$와 ${\Delta}S^{\circ}{_s}$ 값은 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 벤조산 이성질체들의 가용화현상에 미치는 n-부탄올과 NaCl의 효과에 대하여 조사하였다. 이러한 첨가제는 CMC와 $K_s$ 값을 동시에 큰 폭으로 감소시켰으며, 그 결과로부터 각 벤조산 이성질체들은 미셀의 표면 혹은 palisade 층에 가용화됨을 알 수 있었다.
역상액체크로마토그래피에서 7종의 벤조산의 머무름에 대해서 연구하였다. 벤조산의 불감시간 측정은 무기염이 적당하였다. 로그 용량인자(log k')와 Hildebrand의 용해인자(${\delta}$)는 직선관계를 가지며 머무름 메카니즘이 소용매성 효과에 영향을 받는다. 용질의 전이 엔탈피는 온도증가 그리고 이동상에서 유기변형제의 비와 반비례 관계를 가진다. 이동상에서 물의 부피분율과 log k'의 관계로부터 얻은 기울기인 S값은 양의 값을 가진다. 자유에너지 변화는 유기변형제의 부피분율의 증가와 비례한다. 소수성지표 ${\varphi}_0$은 컬럼의 온도와 반비례한다.
XAD-2 지지체를 이용하여 알코올성 수용액 중에서 벤조산과 그 유도체들의 머무름 거동을 조사하였으며, 또한 분리를 시도하였다. 벤조산과 그 유도체들의 머무름은 첨가한 유기용매의 농도와 종류, 유동상의 pH와 첨가된 $R_4N^+$에 의해 영향을 받았으며 시료 분자내의 치환기 종류와 위치에 의해서도 영향을 받았다. 약산 분자들이 산성 용액에서는 주로 흡착에 의하여 무극성 XAD-2표면에 머무름이 되고 반대이온을 첨가한 경우 염기성 용액에서는 이온쌍 모델을 따라 약산의 전리된 음이온들이 머무르는 것을 확인하였다. 이러한 결과들을 기초로 pH 8.50의 염기성 수용액에서 혼합시료를 분리하였다.
베타 사이클로덱스트린(${\beta}$-Cyclodextrin, ${\beta}$-CD)(호스트)과 벤조산 유도체(게스트)의 수용액에 대하여 $25^{\circ}C$, 광대역 주파수영역(0.2 MHz ~ 50 MHz)에서 초음파 흡수계수를 측정하여 호스트와 게스트의 복합체 형성반응의 속도론적 연구를 행하였다. 특히 본 연구에서는 1 MHz이하의 초음파 흡수측정이 중요하다. ${\beta}$-CD와 벤조산 유도체의 상호작용에 의한 초음파 완화는 수 MHz영역에서 단일 완화현상의 전형적인 스펙트럼을 보였다. 단일완화현상의 원인은 ${\beta}$-CD와 벤조산 유도체의 복합체 형성반응에 의한 화학평행의 혼란상태에 의한것으로 해석하였다. 게스트 농도에 따른 완화주파수의 의존성으로부터 붕괴 속도상수($k_b=7.48{\times}10^6M^{-1}s^{-1}$), 평형상수($K=68.6M^{-1}$)를 결정하였다. 그리고 파장당 최대흡수치의 의존성으로부터 반응에 의한 표준체적변화(${\Delta}V=10.6{\times}10^{-6}m^3mol^{-1}$)를 구하였다. 또한 게스트 분자의 소수성 그룹이 복합체의 안정성에 중요한 역할을 하는 것을 알았다.
여러 종류의 양이온성, 비이온성 및 혼합성 계면활성제 수용액에서 4-클로로벤조산의 가용화 현상을 UV/Vis 분광광도법을 이용하여 연구하였다. 또한 온도의 변화에 따른 가용화상수값($K_s$)의 변화를 측정함으로써 열역학적 함수값들을 계산하고 분석하였다. 그 결과 모든 계면활성제의 용액에서 4-클로로벤조산의 가용화에 대한 ${\Delta}G^o_s$ 값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었으며, ${\Delta}H^o_s$ 값과 ${\Delta}S^o_s$ 값은 모두 양의 값을 나타내었다. 계면활성제 종류와 계면활성제분자의 알킬-그룹 길이에 따라 $K_s$ 값이 큰 폭으로 변하였으며, 그런 결과로부터 4-클로로벤조산이 미셀 내에서 가용화되는 위치와 미셀과의 상호작용의 정도를 예측할 수 있었다.
본 연구에서는 양쪽성 계면활성제인 lauryl sulfobetaine(LSB)과 혼합계면활성제를 이용하여 광범위한 온도변화에서 4-클로로벤조산의 가용화현상을 알아보고자 한다. 이런 가용화현상에 미치는 온도효과와 계면활성제분자에서 알킬기의 길이에 대한 효과를 조사하였다. 가용화상수값($K_s$)은 UV/Vis 법에서 용액의 전체 흡광도를 측정하여 계면활성제의 농도에 대해 도시하여 그 기울기로부터 구하였다. 모든 계면활성제용액에서 4-클로로벤조산의 가용화에 대한 ${\Delta}G^o_s$값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었으며, 온도가 증가할수록 감소하였다. 그리고 ${\Delta}H^o_s$값과 ${\Delta}S^o_s$값은 모두 양의 값을 나타내었으며, 온도가 증가할수록 증가하였다. 즉, 계면활성제의 종류와 온도의 변화에 따라 $K_s$ 값과 열역학적 함수값이 큰 폭으로 변하였으며, 그런 결과로부터 4-클로로벤조산이 미셀의 어느 부분에 가용화되는지를 예측할 수 있었다.
열분해 기체 크로마토그래피 (Py-GC)를 이용하여 섬유의 동일성과 함량을 조사하였다. 면사, 폴리에스터, 면과 폴리에스터 혼방사를 Py-GC를 이용하여 그 성분과 함량을 조사하였다. 면과 폴리에스터 성분은 각각의 특성 피이크를 나타내었으며, 특성 피이크의 면적은 각 성분의 함량이 증가함에 따라 비례적으로 증가함을 알 수 있었다. 또한 폴리에스터의 경우에 열분해로부터 생성되는 화합물의 성분을 질량 분광법을 이용하여 테레프탈산, 벤조산, 비닐 벤조산임을 확인할 수 있었으며, 이를 바탕으로 미지의 시료에 포함되어 있는 면과 폴리에스터의 함량을 정량 분석할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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