Kolorymetr Zasady i zastosowania

By Liam Critchley, M.Sc.May 24 2017

Kolorymetria jest dziedziną określania stężenia barwnego związku w roztworze. Kolorymetr, znany również jako fotometr filtracyjny, jest maszyną analityczną, która działa jako narzędzie do ilościowego określania stężenia roztworów poprzez pomiar absorbancji światła o określonej długości fali.

Kolorymetry są wykorzystywane do szerokiego zakresu zastosowań w całej dziedzinie chemicznej i biologicznej, w tym, ale nie tylko, do analizy krwi, wody, składników odżywczych w glebie i żywności, określania stężenia roztworu, określania szybkości reakcji, określania wzrostu kultur bakteryjnych i laboratoryjnej kontroli jakości.

Kolorymetry Zasady

Kolorymetry są używane do wykrywania koloru i określania stężenia roztworów, tj. kiedy długość fali jest przepuszczana przez próbkę, część światła jest pochłaniana, a część przechodzi. To właśnie te długości fal światła, które przechodzą przez próbkę, są wykrywane.

Wiedząc, które długości fal przeszły przez próbkę, detektor może również ustalić, które kolorowe długości fal zostały zaabsorbowane. Jeśli badany roztwór jest bezbarwny, często stosowaną procedurą jest wprowadzenie odczynnika, który reaguje z roztworem, dając barwny roztwór. Wyniki są porównywane ze znanymi standardami.

Kolorymetr wykorzystuje prawo Beera-Lamberta do wykrywania absorbancji długości fali. Prawo Beera-Lamberta jest powszechnie zapisywane jako:

A= Ɛcl

Gdzie, A jest absorbancją, Ɛ (epsilon) jest molową chłonnością, c jest stężeniem roztworu, a l jest długością, przez którą przechodzi światło (znaną również jako średnia droga swobodna). Poza tym, jeśli roztwór zmienia się w sposób ciągły, tzn. jest to reakcja, wtedy zazwyczaj stosuje się % transmitancji w stosunku do czasu.

Aby zmierzyć stężenie, ilość zaabsorbowanego światła zależy od ilości rozpuszczalnika (znanego również jako analit, ponieważ jest to mierzony gatunek) w roztworze – wyższe stężenie rozpuszczonego rozpuszczalnika oznacza, że więcej światła zostanie zaabsorbowane i na odwrót, stąd stężenie może być wyprowadzone z absorpcji określonych długości fal.

Interesujesz się kolorymetrami? Learn More Here

The Colorimeter Itself

Kolorymetr składa się z wielu części. Oprócz stosowania znanego roztworu wzorcowego, obok znanych stężeń i nieznanych stężeń, istnieje wiele istotnych komponentów kolorymetru.

Jako że zasady opierają się na świetle, wymagane jest źródło światła i zazwyczaj przyjmuje ono formę żarówki. Inne komponenty obejmują regulowaną przysłonę do przepuszczania światła, kolorowe filtry do filtrowania określonych długości fal światła, kuwetę do przechowywania roztworu (zwykle wykonaną z kwarcu), fotodetektor do pomiaru przepuszczonego światła oraz miernik do ilościowego przeliczania wartości na czytelne dane wyjściowe.

Kolorowe filtry są wybierane w celu wybrania długości fali, w której rozpuszczony rozpuszczalnik będzie absorbował najwięcej. Dla większości doświadczeń wspólny zakres długości fali wynosi między 400 a 700 nm, lecz gdy niektóre anality absorbują w zakresie ultrafioletu (mniej niż 400 nm), wówczas modyfikacja kolorymetru jest ogólnie wymagana. Zazwyczaj przyjmuje ona postać usunięcia żarówki i zastąpienia jej diodą(-ami) emitującą(-ymi) światło o określonym kolorze.

Wyjście może mieć charakter analogowy lub cyfrowy i w zależności od zastosowanej zasady daje odczyt absorbancji (wyjście logarytmiczne 0 nieskończoności) lub %transmitancji (0-100%). Idealna wartość wyjściowa dla pomiaru absorbancji mieści się w przedziale od 0 do 2, ale pożądany jest odczyt w przedziale od 0 do 1, ponieważ powyżej 1 wyniki mogą stać się niewiarygodne z powodu rozpraszania światła. Odczyt jest zazwyczaj w postaci widma.

Większość kalorymetrów będzie wymagała kalibracji, która dotyczy samego rozpuszczalnika, a nie mierzalnej zawartości z rozpuszczalnikiem – tj. roztworu wzorcowego lub „ślepego”. Kalibracja umożliwia pomiar absorbancji rozpuszczalnika, znanego również w wielu urządzeniach jako szum tła. Po zmierzeniu, wartości absorpcji rozpuszczalnika są usuwane z wszelkich przyszłych odczytów, pozwalając na obliczenie absorbancji (lub %transmitancji) (i wykreślenie na widmie) dla żądanego analitu(ów) bez zakłóceń szumu.

Istnieje szeroka gama kolorymetrów, gdzie niektóre kolorymetry są dużymi maszynami i generalnie wykorzystywane do szerokiego zakresu analiz laboratoryjnych, ale niektóre kolorymetry są obecnie ręczne i mogą być wykorzystywane do analiz na miejscu, takich jak oznaczanie próbek wody i gleby in-situ. W przypadku kolorymetrów ręcznych, powszechną procedurą jest odczyt numeryczny, w przeciwieństwie do widma występującego w większych maszynach laboratoryjnych.

Dowiedz się więcej o firmach, do których się odwołano

Źródła:

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

University of 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

Zrzeczenie się odpowiedzialności: Poglądy wyrażone tutaj są poglądami autora wyrażonymi w jego prywatnym imieniu i niekoniecznie reprezentują poglądy AZoM.com Limited T/A AZoNetwork właściciela i operatora tej strony internetowej. Niniejsze zastrzeżenie stanowi część Warunków korzystania z tej strony internetowej.

Written by

Liam Critchley

Liam Critchley jest pisarzem i dziennikarzem specjalizującym się w chemii i nanotechnologii, z MChem w Chemii i Nanotechnologii oraz M.Sc. Research in Chemical Engineering.

Cytowania

Proszę użyć jednego z następujących formatów, aby zacytować ten artykuł w swoim eseju, pracy lub raporcie:

• APA

  Critchley, Liam. (2020, October 20). Zasady i zastosowania kolorymetru. AZoM. Retrieved on March 25, 2021 from https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=13983.

• MLA

  Critchley, Liam. „Zasady i zastosowania kolorymetrów”. AZoM. 25 marca 2021. <https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=13983>.

• Chicago

  Critchley, Liam. „Zasady i zastosowania kolorymetrów”. AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=13983. (dostęp 25 marca 2021).

• Harvard

  Critchley, Liam. 2020. Colorimeter Principles and Applications. AZoM, przeglądane 25 marca 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=13983.

.