[스크랩] 천연염색 농도측정

농축한 것을 가지고 어떻게 농도를 측정하는지.

 

  천연염색 연구 방법을 합성염료처럼 정량화하기 위하여 천연염료의 농도를 구하려는 시도가 많이 있습니다.

그 방법에는 여러 가지가 있는데, 농축염료를 만들어서 한 연구논문도 있죠. 그런데 엄격하게 말해서 농축액은 농도 결정에 크게 도움이 되지 않습니다. 왜냐하면 농축액을 몇 %로 농축하였는지도 애매하고, 또 몇 %로 농축하였다고 하여 그 중에 염료가 어느 정도 포함되어 있는지를 정확하게 말할 수는 없기 때문입니다. 농축액 속에 존재하는 용매의 농도도 알 수 없는거구요. 

특히 농축액을 매스실린더 같은 것으로 양을 측정한 논문들이 있는데, 그것은 무게나 부피를 측정할 수 있어도 염료의 농도는 측정되지 않는 것이지요.

  흡광도 측정 후 검량선을 작성하여 미지 시료의 농도를 측정하는 방법을 사용하려 하여도, 기본이 되는 미지시료 본래의 농도를 알 수 없기 때문에 검량선 작성 자체가 불가능합니다. 따라서 그런 식으로 염료를 계량하여 실험한 논문은 농도에 대한 염색성질 설명에 한계를 가질 수밖에 없습니다.

  정확하게 염료농도를 구하기 위해서는 농축한 염료 중 불순물을 모두 제거하고 동결건조시킨 다음 분말로 만들어야 됩니다. 그렇게 하면 분말 자체가 순수 염료이므로 무게를 달아서 농도를 측정할 수도 있고, 염료의 구조식을 알면 분자량을 계산하여 mol농도로도 산출이 가능하게 됩니다. 한 마디로 농축염료를 그대로 사용하여 부피나 무게를 측정한 것을 염료농도라고 생각하는 것은 잘못된 생각입니다. 

 

 

농도는 꼭 mol농도로 해야하나요? 아니면 %로 해도 상관이 없는지요?

 

mol농도는 염료의 분자량을 구한 후 표시할 수 있는 농도이고, %농도는 무게 백분율로 구하는 방법입니다.

여기서, mol이란 어떤 물질의 분자량에 해당하는 질량을 뜻합니다. 가령 포도당의 분자량은 180인데, 1 mol의 포도당은 180g이라는 말입니다. 용매 1000ml 중에 용해되어 있는 물질의 mol량으로 나타내는 것이 mol농도죠. 

 

 

염색은 o.w.f로 하는 것으로 알고 있었는데, 그렇게 하지 않은 논문도 있는 것 같아서 그것도 궁금합니다.

염색물의 염색농도를 아는 방법에는 어떤 것이 있는지도 설명을 부탁드리겠습니다.

 

o.w.f란 on the weight of fiber 즉 '섬유의 무게에 대한'이라는 뜻입니다. 염색은 일반 물질의 농도표시와는 달리 모든 기준을 섬유의 무게에 두고 있습니다. 그렇게 하는 것이 염색농도 결정에 매우 편하기 때문입니다. 염료분말을 사용할 경우에 직접 분말을 저울에 달면 오차가 발생하죠. 그래서 물에 염료분말을 녹여서 그것을 원액으로 하여, 염색농도를 몇 %로 하느냐에 따라 원액에서 염액을 채취하고 그것을 물과 섞어 염액을 만듭니다. 이때 o.w.f의 개념을 도입하여 산출하는 방식이 있습니다.

가령 물 250g에 염료 1g을 녹이면 그 원액의 백분율 농도는 0.4%가 되죠. 섬유가 1g이고 염색하려는 농도가 2%(o.w.f)라고 하면 다음 식으로 원액에서의 염액 채취량을 결정합니다.

 

                 섬유무게 x 염색농도        1 x 2

채취량(ml) = ------------------ = ------------ = 5ml

                          0.4                        0.4

 

그리고 욕비를 1:100으로 할 경우 물 95ml와 채취한 원액을 섞으면 염색할 염액이 완성되는 것이죠.

조제를 첨가할 경우도 같은 방법으로 하면 됩니다.

염색에서 o.w.f의 개념을 사용하는 것은 염액의 크기(물과 원액을 합한 것)에 상관없이 그 속에 포함된 염료의 양은 변화가 없다는 점을 생각한다면 염액을 백분율%로 표시하는 것은 의미가 없죠. 섬유의 무게에 대한 염료농도라야 의미가 있는 것입니다.

 

염색물의 농도를 알 수 있는 방법으로는 여러 가지가 있는데,

 

1) 염색물에서 용제를 사용하여 염료를 완전히 빼내고 그 농도를 기기적으로 측정하는 방법

2) 염색 후 섬유에 결합하지 않고 남아 있는 염액(잔욕이라고 함)의 농도를 산출하여 처음 염색하기 전의 농도와의 차이로 구하는 방법

3) 염색물의 표면반사율을 측정하여 Kubelka-Munk식으로 K/S값을 구하는 방법

 

등이 있습니다. 어느 것이나 분석기기를 사용하여야 정확한 농도를 구할 수 있습니다. 대충 눈으로 보고 진하게 되었다는 식으로 표현하는 것은 객관성이 결여되어 있으므로 연구를 하는 경우엔 반드시 기기분석을 하여야 합니다.

[일송정님 글]

출처 : 장미의방

글쓴이 : 장미 원글보기

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