Kolorimeter adalah instrumen apa pun yang digunakan ahli kimia untuk menentukan atau menentukan warna. Salah satu jenis kolorimeter dapat menemukan konsentrasi suatu zat dalam larutan, berdasarkan intensitas warna larutan. Jika Anda menguji larutan tidak berwarna, Anda menambahkan reagen yang bereaksi dengan zat tersebut, menghasilkan warna. Kolorimeter jenis ini memiliki berbagai aplikasi, termasuk penelitian laboratorium, analisis lingkungan kualitas air, analisis komponen tanah, pemantauan kadar hemoglobin dalam darah dan analisis bahan kimia yang digunakan di berbagai industri pengaturan.
Prinsip-prinsip umum
Ketika cahaya dengan warna tertentu (atau rentang panjang gelombang) diarahkan melalui larutan kimia, sebagian cahaya diserap oleh larutan dan sebagian ditransmisikan. Menurut Hukum Beer, konsentrasi bahan penyerap sebanding dengan kuantitas yang dikenal sebagai "penyerapan", yang didefinisikan secara matematis di bawah ini. Jadi, jika Anda dapat menentukan absorbansi larutan zat yang konsentrasinya tidak diketahui dan membandingkannya dengan it absorbansi larutan dengan konsentrasi yang diketahui, Anda dapat menemukan konsentrasi zat dalam larutan tersebut: diuji.
Persamaan Matematika
Rasio intensitas cahaya yang ditransmisikan (I) dengan intensitas cahaya yang datang (Io) disebut transmitansi (T). Dalam istilah matematika, T = I Io.
Absorbansi (A) larutan (pada panjang gelombang tertentu) didefinisikan sama dengan logaritma (basis 10) dari 1÷T. Artinya, A = log (1÷T).
Absorbansi larutan berbanding lurus dengan konsentrasi (c) bahan penyerap dalam larutan. Artinya, A = kc, di mana "k" adalah konstanta proporsionalitas.
Ekspresi pertama, T = I I0, menunjukkan berapa banyak cahaya yang melewati larutan, di mana 1 menandakan transmisi cahaya maksimum. Persamaan berikutnya, A = log (1÷T) menunjukkan penyerapan cahaya dengan mengambil kebalikan dari gambar transmisi, kemudian mengambil log umum dari hasilnya. Jadi absorbansi (A) nol berarti semua cahaya melewati, 1 berarti 90% cahaya diserap, dan 2 berarti 99% diserap. Ekspresi ketiga, A = kc, memberitahu Anda konsentrasi (c) larutan yang diberikan nomor absorbansi (A). Bagi ahli kimia, ini sangat penting: kolorimeter dapat mengukur konsentrasi larutan yang tidak diketahui dengan jumlah cahaya yang bersinar melaluinya.
Bagian dari Colorimeter
Kolorimeter memiliki tiga bagian utama: sumber cahaya, kuvet yang menampung larutan sampel, dan fotosel yang mendeteksi cahaya yang ditransmisikan melalui larutan. Untuk menghasilkan cahaya berwarna, instrumen dapat dilengkapi dengan filter berwarna atau LED tertentu. Cahaya ditransmisikan oleh larutan dalam kuvet dideteksi oleh fotosel, menghasilkan sinyal digital atau analog yang dapat diukur. Beberapa kolorimeter portabel dan berguna untuk pengujian di tempat, sementara yang lain lebih besar, instrumen di atas meja yang berguna untuk pengujian laboratorium.
Menggunakan Instrumen
Dengan kolorimeter konvensional, Anda perlu mengkalibrasi instrumen (menggunakan pelarut saja) dan menggunakan itu untuk menentukan nilai absorbansi dari beberapa larutan standar yang mengandung zat terlarut pada diketahui konsentrasi. (Jika zat terlarut menghasilkan larutan tidak berwarna, tambahkan reagen yang bereaksi dengan zat terlarut dan menghasilkan warna.) Pilih filter cahaya atau LED yang memberikan nilai absorbansi tertinggi. Plot data untuk mendapatkan grafik absorbansi versus konsentrasi. Kemudian gunakan instrumen untuk mencari absorbansi larutan uji, dan gunakan grafik untuk mencari konsentrasi zat terlarut dalam larutan uji. Kolorimeter digital modern dapat langsung menunjukkan konsentrasi zat terlarut, menghilangkan kebutuhan untuk sebagian besar langkah di atas.
Kegunaan Colorimeter
Selain berharga untuk penelitian dasar di laboratorium kimia, kolorimeter memiliki banyak aplikasi praktis. Misalnya, mereka digunakan untuk menguji kualitas air, dengan menyaring bahan kimia seperti:
- klorin
- fluor
- sianida
- oksigen terlarut
- besi
- molibdenum
- seng
- hidrazin
Mereka juga digunakan untuk menentukan konsentrasi nutrisi tanaman (seperti fosfor, nitrat) dan amonia) di dalam tanah atau hemoglobin dalam darah dan untuk mengidentifikasi di bawah standar dan palsu narkoba. Selain itu, mereka digunakan oleh industri makanan dan oleh produsen cat dan tekstil. Dalam disiplin ilmu ini, colorimeter memeriksa kualitas dan konsistensi warna pada cat dan kain, untuk memastikan bahwa setiap batch yang keluar terlihat sama.