Anvendelse af Colorimeter

Et kolorimeter er et hvilket som helst instrument en kemiker bruger til at bestemme eller angive farver. En type kolorimeter kan finde koncentrationen af ​​et stof i opløsning baseret på opløsningens intensitet. Hvis du tester en farveløs opløsning, tilføjer du et reagens, som reagerer med stoffet og producerer en farve. Denne type farveimeter har en bred vifte af applikationer, herunder laboratorieundersøgelse, miljøanalyse af vandkvalitet, analyse af jordkomponenter, overvågning af hæmoglobinindhold i blod og analyse af kemikalier anvendt i forskellige industrielle omgivelser.

Generelle principper

Når lys af en bestemt farve (eller bølgelængdeområde) styres gennem en kemisk opløsning, absorberes noget lys af opløsningen, og noget af det overføres. Ifølge ølloven er koncentrationen af ​​det absorberende materiale proportional med en mængde kendt som "absorbans", der er defineret matematisk nedenfor. Således, hvis du kan bestemme absorbansen af ​​en opløsning af et stof med ukendt koncentration og sammenligne det med absorbansen af ​​opløsninger af kendte koncentrationer, kan du finde koncentrationen af ​​stoffet i den opløsning, der testes.

Matematisk Ligninger

Forholdet mellem intensiteten af ​​det transmitterede lys (I) til intensiteten af ​​indfaldende lys (Io) kaldes transmittans (T). I matematiske termer, T = I ÷ Io.

Opløsningen (A) af opløsningen (ved en given bølgelængde) er defineret som lig med logaritmen (base 10) på 1 ÷ T. Det vil sige, A = log (1 ÷ T).

Opløsningen af ​​opløsningen er direkte proportional med koncentrationen (c) af det absorberende materiale i opløsning. Det vil sige, A = kc, hvor "k" er en proportionalitetskonstant.

Det første udtryk, T = I ÷ I0, angiver, hvor meget lys der passerer gennem en løsning, hvor 1 betyder maksimal lysoverførsel. Den næste ligning, A = log (1 ÷ T) indikerer lysoptagelsen ved at tage omvendt af transmissionsfiguret og derefter tage den almindelige log af resultatet. Så en absorbans (A) på nul betyder alt lyset passerer igennem, 1 betyder 90% af lyset absorberes, og 2 betyder 99% absorberes. Det tredje udtryk, A = kc, fortæller dig koncentrationen (c) af en opløsning givet absorbansnummeret (A). For kemikere er dette afgørende vigtigt: Colorimeteret kan måle koncentrationen af ​​en ukendt opløsning med den mængde lys, der skinner gennem det.

Dele af en Colorimeter

Et farveimeter har tre hoveddele : en lyskilde, en kuvette, der holder prøveopløsningen og en fotocelle, der registrerer lyset, som transmitteres gennem opløsningen. For at producere farvet lys kan instrumentet være udstyret med enten farvede filtre eller bestemte lysdioder. Lyset, der overføres af opløsningen i kuvetten, detekteres af en fotocelle, der producerer et digitalt eller analogt signal, som kan måles. Nogle kolorimetre er bærbare og nyttige til test på stedet, mens andre er større, bench-top instrumenter, der er nyttige til laboratorietestning.

Brug af instrumentet

Med et konventionelt colorimeter skal du kalibrere instrumentet (brug alene opløsningsmidlet) og brug det til at bestemme absorbansværdierne for flere standardopløsninger, der indeholder et opløst stof ved kendte koncentrationer. (Hvis opløsningsmidlet producerer en farveløs opløsning, tilsættes et reagens, der reagerer med opløst stof og frembringer en farve.) Vælg lysfilter eller LED, der giver de højeste absorbansværdier. Plot dataene for at opnå en graf over absorbans versus koncentration. Brug derefter instrumentet til at finde absorbans af testopløsningen, og brug grafen til at finde koncentrationen af ​​opløst stof i testopløsningen. Moderne digitale farvemålere kan direkte vise koncentrationen af ​​opløst stof, hvilket eliminerer behovet for de fleste af de ovennævnte trin.

Anvendelse af Colorimeters

Udover at være værdifuld for grundforskning i kemiske laboratorier, har farvimetre mange praktiske anvendelser. For eksempel er de vant til at teste for vandkvalitet ved screening for kemikalier som chlor, fluor, cyanid, opløst ilt, jern, molybdæn, zink og hydrazin. De bruges også til at bestemme koncentrationerne af plantenæringsstoffer (såsom fosfor, nitrat og ammoniak) i jorden eller hæmoglobin i blodet og identificere substandard og falsk medicin. Derudover anvendes de af fødevareindustrien og af fabrikanter af maling og tekstiler. I disse discipliner kontrollerer et farveimeter kvaliteten og konsistensen af ​​farver i maling og stof for at sikre, at hvert parti kommer ud på samme måde.