Colorimeter Principes en Toepassingen

Door Liam Critchley, M.Sc.May 24 2017

Colorimetrie is het vakgebied van het bepalen van de concentratie van een gekleurde verbinding in een oplossing. Een colorimeter, ook bekend als een filterfotometer, is een analytische machine die fungeert als het instrument kwantificeren van een oplossingen concentratie door het meten van de absorptie van een specifieke golflengte van licht.

Colorimeters worden gebruikt voor een breed scala van toepassingen in de chemische en biologische gebieden, waaronder, maar niet beperkt tot, de analyse van bloed, water, voedingsstoffen in de bodem en voedingsmiddelen, het bepalen van de concentratie van een oplossing, het bepalen van de snelheid van reacties, het bepalen van de groei van bacteriële culturen en laboratorium kwaliteitscontrole.

Colorimeter Principes

Colorimeters worden gebruikt om kleur te detecteren en de concentratie van oplossingen te bepalen, d.w.z. dat wanneer een golflengte door een monster wordt geleid, een deel van het licht wordt geabsorbeerd en een ander deel passeert. Het zijn de golflengten van het licht die passeren die worden gedetecteerd.

Door te weten welke golflengten zijn gepasseerd, kan de detector ook uitrekenen welke gekleurde golflengten werden geabsorbeerd. Indien de te testen oplossing kleurloos is, bestaat een gebruikelijke procedure erin een reagens in te brengen dat met de oplossing reageert om een gekleurde oplossing te produceren. De resultaten worden vergeleken met bekende standaarden.

De colorimeter gebruikt de wet van Beer-Lambert om de extinctie van de golflengte te bepalen. De wet van Beer-Lamberts wordt gewoonlijk geschreven als:

A= Ɛcl

Waarbij, A de extinctie is, Ɛ (epsilon) de molaire extinctiecoëfficiënt, c de concentratie van de oplossing en l de lengte die het licht passeert (ook bekend als het gemiddelde vrije pad). Indien de oplossing voortdurend verandert, d.w.z. dat het om een reactie gaat, wordt in het algemeen % van de lichtdoorlatendheid tegen de tijd gebruikt.

Om concentraties te meten, is de hoeveelheid geabsorbeerd licht afhankelijk van de hoeveelheid opgeloste stof (ook bekend als de analyt, aangezien dit de te meten stof is) in de oplossing – een hogere concentratie opgeloste stof betekent dat er meer licht wordt geabsorbeerd, en omgekeerd, vandaar dat de concentratie kan worden afgeleid uit de absorptie van specifieke golflengten.

Geïnteresseerd in colorimeters? Learn More Here

De colorimeter zelf

Een colorimeter bestaat uit vele onderdelen. Afgezien van het gebruik van een bekende standaardoplossing, naast ofwel bekende concentraties en onbekende concentraties, zijn er vele vitale onderdelen van een colorimeter.

Omdat de principes zijn gebaseerd op licht, is een lichtbron vereist en deze neemt gewoonlijk de vorm aan van een gloeilamp. Andere onderdelen zijn een regelbaar diafragma om het licht door te laten, gekleurde filters om specifieke golflengten van het licht te filteren, een cuvet om de oplossing in te bewaren (gewoonlijk van kwarts), een fotodetector om het doorgelaten licht te meten en een meter om de waarden te kwantificeren in een afleesbare output.

De gekleurde filters worden gekozen om de golflengte te selecteren waarin de opgeloste stof het meest zal absorberen. Voor de meeste experimenten ligt het gebruikelijke golflengtebereik tussen 400 en 700 nm, maar wanneer sommige analyten in het ultraviolette bereik (minder dan 400 nm) absorberen, is in het algemeen een aanpassing van de colorimeter nodig. Gewoonlijk wordt dan de gloeilamp verwijderd en vervangen door een of meer lichtgevende diodes van een bepaalde kleur.

De output kan analoog of digitaal van aard zijn en, afhankelijk van het gebruikte principe, een extinctie (logaritmische output van 0 tot oneindig) of een %-transmissie (0-100%) aflezen. De ideale output voor een absorptiemeting ligt tussen 0 en 2, maar het is wenselijk een aflezing te hebben tussen 0 en 1, aangezien boven 1 de resultaten onbetrouwbaar kunnen worden door de verstrooiing van licht. De aflezing gebeurt gewoonlijk in de vorm van een spectrum.

Bij de meeste calorimeters is ijking nodig, dat wil zeggen alleen het oplosmiddel en niet de meetbare inhoud met het oplosmiddel – d.w.z. een standaard- of “blanco”-oplossing. De ijking maakt het mogelijk de extinctie van het oplosmiddel te meten, bij veel instrumenten ook bekend als de achtergrondruis. Eenmaal gemeten worden de absorptiewaarden van het oplosmiddel uit alle toekomstige aflezingen verwijderd, zodat de absorptie (of %-transmissie) kan worden berekend (en uitgezet op een spectrum) voor de gewenste analyt(en) zonder ruisinterferentie.

Er is een grote verscheidenheid aan colorimeters, waarbij sommige colorimeters grote machines zijn en in het algemeen worden gebruikt voor een breed scala van laboratoriumanalyses, maar sommige colorimeters zijn nu handheld en kunnen worden gebruikt voor analyses ter plaatse, zoals de bepaling van in-situ water- en bodemmonsters. In het geval van handheld colorimeters is een numerieke uitlezing de gangbare procedure, in tegenstelling tot een spectrum dat te vinden is op de grotere laboratoriummachines.

Learn More About Companies Referenced

Sources:

http://sciencing.com/use-colorimeter-5382170.html

Seton Hall University: http://pirate.shu.edu/~rawncarr/colorimetry/colorimetry.htm

AZoSensors: http://www.azosensors.com/article.aspx?ArticleID=324

Universiteit van Michigan: http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/ProcessParameters/Colorimeters/Colorimeters.html

http://www.logitworld.com/files/pdf/manuals/m_colorimeter.pdf

Humboldt State University: https://sites.google.com/humboldt.edu/paselkr1/home

Sherwood Scientific: http://www.sherwood-scientific.com/chroma/chromaoperation.html

“Absorbance Measurement by Colorimeter”- Mukesh J. Z. and Shinde A. A., International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering, 2013,

HACH- https://www.hach.com/pockets

Image Credit: .com/iroomstock

Disclaimer: De standpunten die hier naar voren worden gebracht zijn die van de auteur, uitgedrukt in hun persoonlijke hoedanigheid en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de standpunten van AZoM.com Limited T/A AZoNetwork de eigenaar en exploitant van deze website. Deze disclaimer maakt deel uit van de gebruiksvoorwaarden van deze website.

>

Citations