एक वर्णमापी का उपयोग

एक वर्णमापी कोई भी उपकरण है जिसका उपयोग रसायनज्ञ रंगों को निर्धारित करने या निर्दिष्ट करने के लिए करता है। एक प्रकार का वर्णमापी विलयन के रंग की तीव्रता के आधार पर विलयन में किसी पदार्थ की सांद्रता का पता लगा सकता है। यदि आप एक रंगहीन घोल का परीक्षण कर रहे हैं, तो आप एक अभिकर्मक जोड़ते हैं जो पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे रंग बनता है। इस प्रकार के वर्णमापी में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसमें प्रयोगशाला अनुसंधान, पानी की गुणवत्ता का पर्यावरण विश्लेषण, मिट्टी के घटकों का विश्लेषण, रक्त में हीमोग्लोबिन की मात्रा की निगरानी और विभिन्न उद्योगों में प्रयुक्त रसायनों का विश्लेषण समायोजन।

जब किसी विशेष रंग (या तरंग दैर्ध्य रेंज) का प्रकाश एक रासायनिक समाधान के माध्यम से निर्देशित किया जाता है, तो कुछ प्रकाश समाधान द्वारा अवशोषित किया जाता है और कुछ का संचार होता है। बीयर के नियम के अनुसार, अवशोषित सामग्री की एकाग्रता "अवशोषण" के रूप में जानी जाने वाली मात्रा के समानुपाती होती है, जिसे गणितीय रूप से नीचे परिभाषित किया गया है। इस प्रकार, यदि आप अज्ञात सांद्रता वाले पदार्थ के विलयन के अवशोषण को निर्धारित कर सकते हैं और इसकी तुलना से कर सकते हैं ज्ञात सांद्रता के समाधान के अवशोषण, आप समाधान में पदार्थ की एकाग्रता का पता लगा सकते हैं परीक्षण किया।

संचरित प्रकाश (I) की तीव्रता का आपतित प्रकाश (Io) की तीव्रता के अनुपात को संप्रेषण (T) कहा जाता है। गणितीय शब्दों में, T = I Io।

समाधान का अवशोषण (ए) (किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य पर) को 1÷T के लघुगणक (आधार 10) के बराबर के रूप में परिभाषित किया गया है। अर्थात्, A = लघुगणक (1).T)।

विलयन का अवशोषण विलयन में अवशोषित सामग्री की सांद्रता (c) के सीधे आनुपातिक होता है। अर्थात्, A = kc, जहाँ "k" एक समानुपाती नियतांक है।

पहला व्यंजक, T = I I0, इंगित करता है कि किसी विलयन से कितना प्रकाश गुजरता है, जहां 1 अधिकतम प्रकाश संचरण को दर्शाता है। अगला समीकरण, A = log (1÷T) संचरण आकृति का व्युत्क्रम लेकर, फिर परिणाम का सामान्य लॉग लेकर प्रकाश के अवशोषण को इंगित करता है। तो शून्य का एक अवशोषण (ए) का मतलब है कि सभी प्रकाश गुजरता है, 1 का मतलब 90% प्रकाश अवशोषित होता है, और 2 का मतलब 99% अवशोषित होता है। तीसरी अभिव्यक्ति, ए = केसी, आपको अवशोषण संख्या (ए) दिए गए समाधान की एकाग्रता (सी) बताती है। रसायनज्ञों के लिए, यह महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण है: वर्णमापक किसी अज्ञात समाधान की एकाग्रता को उसके माध्यम से चमकने वाले प्रकाश की मात्रा से माप सकता है।

एक वर्णमापी के तीन मुख्य भाग होते हैं: एक प्रकाश स्रोत, एक क्यूवेट जिसमें नमूना समाधान होता है और एक फोटोकेल जो समाधान के माध्यम से प्रेषित प्रकाश का पता लगाता है। रंगीन प्रकाश उत्पन्न करने के लिए, उपकरण रंगीन फिल्टर या विशिष्ट एल ई डी से सुसज्जित हो सकता है। प्रकाश क्यूवेट में समाधान द्वारा प्रेषित एक फोटोकेल द्वारा पता लगाया जाता है, जो एक डिजिटल या एनालॉग सिग्नल उत्पन्न करता है जो हो सकता है मापा। कुछ वर्णमापी पोर्टेबल होते हैं और साइट पर परीक्षण के लिए उपयोगी होते हैं, जबकि अन्य बड़े, बेंच-टॉप उपकरण होते हैं जो प्रयोगशाला परीक्षण के लिए उपयोगी होते हैं।

एक पारंपरिक वर्णमापी के साथ, आपको उपकरण को कैलिब्रेट करना होगा (अकेले विलायक का उपयोग करके) और उपयोग करना होगा यह ज्ञात पर एक विलेय युक्त कई मानक समाधानों के अवशोषण मूल्यों को निर्धारित करने के लिए है सांद्रता। (यदि विलेय एक रंगहीन घोल बनाता है, तो एक अभिकर्मक जोड़ें जो विलेय के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक रंग उत्पन्न करता है।) प्रकाश फिल्टर या एलईडी चुनें जो उच्चतम अवशोषण मान देता है। अवशोषण बनाम एकाग्रता का ग्राफ प्राप्त करने के लिए डेटा प्लॉट करें। फिर परीक्षण समाधान के अवशोषण को खोजने के लिए उपकरण का उपयोग करें, और परीक्षण समाधान में विलेय की एकाग्रता को खोजने के लिए ग्राफ का उपयोग करें। आधुनिक डिजिटल वर्णमापक उपरोक्त चरणों में से अधिकांश की आवश्यकता को समाप्त करते हुए, विलेय की सांद्रता को सीधे दिखा सकते हैं।

रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं में बुनियादी अनुसंधान के लिए मूल्यवान होने के अलावा, वर्णमापी के कई व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, उनका उपयोग पानी की गुणवत्ता के परीक्षण के लिए किया जाता है, जैसे कि रसायनों की जांच करके:

• क्लोरीन
  
• फ्लोराइड
  
• साइनाइड
  
• विघटित ऑक्सीजन
  
• लोहा
  
• मोलिब्डेनम
  
• जस्ता
  
• हाइड्राज़ीन

उनका उपयोग पौधों के पोषक तत्वों (जैसे फास्फोरस, नाइट्रेट) की सांद्रता को निर्धारित करने के लिए भी किया जाता है और अमोनिया) मिट्टी में या रक्त में हीमोग्लोबिन और घटिया और नकली की पहचान करने के लिए दवाएं। इसके अलावा, उनका उपयोग खाद्य उद्योग और पेंट और वस्त्र के निर्माताओं द्वारा किया जाता है। इन विषयों में, एक कलरमीटर पेंट और फैब्रिक में रंगों की गुणवत्ता और स्थिरता की जांच करता है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि हर बैच एक जैसा दिखता है।