استخدام مقياس الألوان

مقياس الألوان هو أي أداة يستخدمها الكيميائي لتحديد الألوان أو تحديدها. يمكن لنوع واحد من مقياس الألوان إيجاد تركيز المادة في المحلول ، بناءً على كثافة لون المحلول. إذا كنت تختبر محلولًا عديم اللون ، فأنت تضيف كاشفًا يتفاعل مع المادة وينتج لونًا. يحتوي هذا النوع من مقياس الألوان على مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك الأبحاث المختبرية ، والتحليل البيئي لجودة المياه ، تحليل مكونات التربة ومراقبة محتوى الهيموجلوبين في الدم وتحليل المواد الكيميائية المستخدمة في الصناعات المختلفة الإعدادات.

عندما يتم توجيه ضوء لون معين (أو نطاق طول موجي) من خلال محلول كيميائي ، يمتص المحلول بعض الضوء وينتقل جزء منه. وفقًا لقانون بير ، يتناسب تركيز المادة الماصة مع الكمية المعروفة باسم "الامتصاصية" ، المحددة رياضيًا أدناه. وبالتالي ، إذا كان بإمكانك تحديد امتصاص محلول مادة ذات تركيز غير معروف ومقارنتها بـ امتصاص المحاليل ذات التركيزات المعروفة ، يمكنك إيجاد تركيز المادة في المحلول تم اختباره.

نسبة شدة الضوء المرسل (I) إلى شدة الضوء الساقط (Io) تسمى النفاذية (T). من الناحية الرياضية ، T = I ÷ Io.

يتم تعريف الامتصاصية (A) للمحلول (عند طول موجة معين) على أنها تساوي اللوغاريتم (القاعدة 10) لـ 1 T. وهذا هو ، A = السجل (1 ÷ T).

يتناسب امتصاص المحلول طرديًا مع تركيز (ج) المادة الماصة في المحلول. أي ، A = kc ، حيث "k" هو ثابت التناسب.

يشير التعبير الأول ، T = I ÷ I0 ، إلى مقدار الضوء الذي يمر عبر المحلول ، حيث يشير 1 إلى الحد الأقصى لنقل الضوء. تشير المعادلة التالية ، A = log (1 ÷ T) إلى امتصاص الضوء بأخذ معكوس رقم الإرسال ، ثم أخذ السجل المشترك للنتيجة. لذا فإن الامتصاص (أ) صفر يعني أن كل الضوء يمر من خلاله ، ويعني 1 أن 90٪ من الضوء قد تم امتصاصه ، ويعني 2 أن 99٪ يمتص. يخبرك التعبير الثالث ، A = kc ، بالتركيز (c) للمحلول مع الأخذ في الاعتبار رقم الامتصاص (A). بالنسبة للكيميائيين ، هذا مهم للغاية: يمكن لمقياس الألوان قياس تركيز محلول غير معروف بمقدار الضوء الذي يضيء خلاله.

يتكون مقياس الألوان من ثلاثة أجزاء رئيسية: مصدر الضوء ، وحاوية صغيرة تحتوي على محلول العينة وخلية ضوئية تكتشف الضوء المنقول عبر المحلول. لإنتاج ضوء ملون ، قد يكون الجهاز مزودًا بمرشحات ملونة أو بمصابيح LED محددة. الضوء يتم اكتشافه عن طريق المحلول الموجود في الكوفيت بواسطة خلية ضوئية ، مما ينتج عنه إشارة رقمية أو تمثيلية يمكن أن تكون تقاس. بعض مقاييس الألوان محمولة ومفيدة للاختبارات في الموقع ، في حين أن البعض الآخر أدوات أكبر حجماً ومفيدة للاختبارات المعملية.

باستخدام مقياس الألوان التقليدي ، ستحتاج إلى معايرة الأداة (باستخدام المذيب وحده) واستخدامها لتحديد قيم الامتصاص للعديد من المحاليل المعيارية المحتوية على مادة مذابة معروفة تركيزات. (إذا كان المذاب ينتج محلولًا عديم اللون ، فقم بإضافة كاشف يتفاعل مع المذاب ويولد لونًا.) اختر مرشح الضوء أو LED الذي يعطي أعلى قيم امتصاص. ارسم البيانات للحصول على رسم بياني للامتصاصية مقابل التركيز. ثم استخدم الأداة لإيجاد امتصاص محلول الاختبار ، واستخدم الرسم البياني لإيجاد تركيز المذاب في محلول الاختبار. قد تُظهر مقاييس الألوان الرقمية الحديثة تركيز المذاب مباشرةً ، مما يلغي الحاجة إلى معظم الخطوات المذكورة أعلاه.

إلى جانب كونها ذات قيمة للبحث الأساسي في مختبرات الكيمياء ، فإن أجهزة قياس الألوان لها العديد من التطبيقات العملية. على سبيل المثال ، يتم استخدامها لاختبار جودة المياه ، عن طريق فحص المواد الكيميائية مثل:

• الكلور
  
• فلوريد
  
• السيانيد
  
• الأكسجين المذاب
  
• حديد
  
• الموليبدينوم
  
• الزنك
  
• الهيدرازين

كما أنها تستخدم لتحديد تركيزات المغذيات النباتية (مثل الفوسفور والنترات والأمونيا) في التربة أو الهيموجلوبين في الدم وللتحديد دون المستوى والمزيف المخدرات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامها من قبل الصناعات الغذائية ومصنعي الدهانات والمنسوجات. في هذه التخصصات ، يتحقق مقياس الألوان من جودة واتساق الألوان في الدهانات والأقمشة ، لضمان ظهور كل دفعة بنفس المظهر.