Infrared Spectroscopic Studies on the Ionization of Perfluorostearic Acid

Collapsed perflurostearic acid (PFS) films were prepared on the different pH and the various metal ion ($Na^+$, $Ca^{2+}$, $La^{3+}$) containing subphase using Langmuir-Blodgett (LB) trough. The degree of ionization of collapsed PFS film formed from floating monolayer has been determined by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The intensity of C = O of -COOH peaks of collapsed PFS decreased with increasing pH of subphase. The order of ionization of collapsed PFS on the subphase of the same pH was $La^{3+}$ > $Ca^{2+}$ > $Na^+$. The degree of ionization of collapsed PFS on the Deionized (D.I.) water subphase is above 50% even at subpahse pH 3, which is much higher degree of ionization than that of stearic acid.

적외선 분광법을 이용한 Perfluorostearic Acid의 이온화 연구

적외선 분광법을 이용하여 하부상의 다양한 pH(3~11) 변화 및 금속이온($Na^+$, $Ca^{2+}$, $La^{3+}$) 존재에 따른 perfluorostearic acid(PFS)의 이온화 거동에 관한 연구를 수행하였다. Langmuir-Blodgett (LB) 수조의 하부상에 존재하는 pH 변화 및 금속이온의 종류에 따른 PFS의 -COOH의 C = O 신축진동 피크와 $COO^-$ 피크의 이동 및 강도의 변화를 관찰한 결과 하부상 수용액의 pH가 같은 경우에는 PFS의 -COOH 그룹의 C = O 피크 세기의 감소가 $La^{3+}$ > $Ca^{2+}$ > $Na^+$의 순으로 나타났다. 이는 PFS에 대한 친화도가 $La^{3+}$가 가장 크며, $Ca^{2+}$ 및 $Na^+$의 순서로 감소한다는 것을 알 수 있다. 또한 증류수 하부상에서 생성된 perfluorostearate 이온의 몰분율을 측정한 IR 스펙트럼으로부터 계산한 결과 약 pH 3의 낮은 pH 값에서도 50% 이상의 perfluorostearate 이온이 생성되는 것을 관찰하였으며, 이러한 결과는 PFS의 이온화도가 stearic acid (SA)보다 높은 것을 나타낸다.