Princípios e Aplicações do Colorímetro

Por Liam Critchley, M.Sc.May 24 2017

Colorimetria é o campo de determinação da concentração de um composto colorido numa solução. Um colorímetro, também conhecido como fotómetro de filtro, é uma máquina analítica que actua como ferramenta para quantificar a concentração de uma solução medindo a absorvância de um comprimento de onda específico da luz.

Colorímetros são utilizados para uma vasta gama de aplicações nos campos químico e biológico incluindo, mas não se limitando, à análise de sangue, água, nutrientes no solo e alimentos, determinando a concentração de uma solução, determinando as taxas de reacção, determinando o crescimento de culturas bacterianas e o controlo de qualidade laboratorial.

Princípios do Colorímetro

Colorímetros são usados para detectar a cor e determinar a concentração das soluções, ou seja, quando um comprimento de onda é passado através de uma amostra, uma parte da luz é absorvida e outra passa através dela. São os comprimentos de onda da luz que passam que são detectados.

Sabendo quais os comprimentos de onda que passaram, o detector também pode determinar quais os comprimentos de onda coloridos que foram absorvidos. Se a solução a ser testada for incolor, um procedimento comum é introduzir um reagente que reage com a solução para produzir uma solução colorida. Os resultados são comparados com padrões conhecidos.

O colorímetro utiliza a lei Beer-Lambert para detectar a absorvância do comprimento de onda. A lei de Beer-Lamberts é geralmente escrita como:

A= Ɛcl

Onde, A é a absorvância, Ɛ (epsilon) é a absorvância molar, c é a concentração da solução e l é o comprimento pelo qual a luz passa (também conhecido como o caminho livre médio). Além disso, se houver uma mudança contínua da solução, ou seja, se for uma reação, geralmente é usada % de transmitância contra o tempo.

Para medir concentrações, a quantidade de luz absorvida depende da quantidade de soluto (também conhecido como o analito como é a espécie a ser medida) na solução – uma maior concentração de soluto dissolvido significa que mais luz será absorvida, e vice-versa, portanto, a concentração pode ser retirada da absorção de comprimentos de onda específicos.

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O Colorímetro em si

Um colorímetro é composto de muitas partes. Além de usar uma solução padrão conhecida, juntamente com concentrações conhecidas e concentrações desconhecidas, há muitos componentes vitais para um colorímetro.

Como os princípios são baseados em torno da luz, uma fonte de luz é necessária e geralmente toma a forma de uma lâmpada de filamento. Outros componentes incluem uma abertura ajustável para deixar passar a luz, filtros coloridos para filtrar comprimentos de onda de luz específicos, uma cubeta para segurar a solução (normalmente feita de quartzo), um fotodetector para medir a luz transmitida e um medidor para quantificar os valores numa saída legível.

Os filtros coloridos são escolhidos para seleccionar o comprimento de onda em que o soluto dissolvido irá absorver mais. Para a maioria dos experimentos a faixa de comprimento de onda comum está entre 400 e 700 nm, mas quando alguns analitos absorvem na faixa ultravioleta (menos de 400 nm) então a modificação do colorímetro é geralmente necessária. Isto normalmente toma a forma de remover a lâmpada de filamento e substituí-la por díodos emissores de luz de uma cor específica.

A saída pode ser analógica ou digital e, dependendo do princípio usado, dará ou uma absorbância (saída logarítmica de 0-infinidade) ou uma %transmitância (0-100%) de leitura. A saída ideal para uma medição da absorvância está entre 0 e 2, mas é desejável ter uma leitura entre 0 e 1, pois acima de 1 os resultados podem tornar-se pouco fiáveis devido à dispersão da luz. A leitura é geralmente na forma de um espectro.

Mais calorímetros necessitarão de calibração, que é o solvente sozinho e não o conteúdo mensurável com o solvente – ou seja, uma solução padrão ou “em branco”. A calibração permite medir a absorção do solvente, também conhecida em muitos instrumentos como o ruído de fundo. Uma vez medidos, os valores de absorção do solvente são removidos de quaisquer leituras futuras, permitindo que a absorvância (ou %transmitância) seja calculada (e plotada em um espectro) para o(s) analito(s) desejado(s) sem interferência de ruído.

Existe uma grande variedade de colorímetros por aí, onde alguns colorímetros são máquinas grandes e geralmente usados para uma ampla gama de análises de laboratório, mas alguns colorímetros são agora portáteis e podem ser usados para análises no local, como a determinação de amostras de água e solo in-situ. No caso dos colorímetros de mão, uma leitura numérica é o procedimento comum, ao contrário de um espectro encontrado nas máquinas de laboratório maiores.

Saiba mais sobre as empresas mencionadas

Fontes:

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>

Universidade de 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

“Medição de Absorção por Colorímetro” – Mukesh J. Z. e 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

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Escrito por

Liam Critchley

Liam Critchley é um escritor e jornalista especializado em Química e Nanotecnologia, com um MChem em Química e Nanotecnologia e M.Sc. Research in Chemical Engineering.

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