კოლორიმეტრის გამოყენება

ფერადიმეტრი არის ნებისმიერი ინსტრუმენტი, რომელსაც ქიმიკოსი იყენებს ფერების დასადგენად ან დასაზუსტებლად. კოლორიმეტრის ერთ ტიპს შეუძლია ნახოს ნივთიერების კონცენტრაცია ხსნარში, ხსნარის ფერის ინტენსივობის საფუძველზე. თუ უფერო ხსნარს ატარებთ, დაამატებთ რეაგენტს, რომელიც რეაგირებს ნივთიერებაზე და ქმნის ფერს. ამ ტიპის კოლორიმეტრს აქვს ფართო სპექტრი, მათ შორის ლაბორატორიული კვლევა, წყლის ხარისხის გარემოს ანალიზი, ნიადაგის კომპონენტების ანალიზი, ჰემოგლობინის შემცველობა სისხლში და სხვადასხვა სამრეწველო წარმოებაში გამოყენებული ქიმიკატების ანალიზი პარამეტრები

როდესაც კონკრეტული ფერის (ან ტალღის სიგრძის დიაპაზონი) შუქი მიმართულია ქიმიური ხსნარის საშუალებით, ხსნარის ნაწილი შეიწოვება და ნაწილი გადაეცემა. ლუდის კანონის თანახმად, შთამნთქმელი მასალის კონცენტრაცია პროპორციულია იმ რაოდენობისა, რომელიც ცნობილია როგორც „შთანთქმა“, რომელიც მათემატიკურად განისაზღვრება ქვემოთ. ამრიგად, თუ შეგიძლიათ დაადგინოთ უცნობი კონცენტრაციის მქონე ნივთიერების ხსნარის შთანთქმა და შეადაროთ ის ცნობილი კონცენტრაციის ხსნარების აბსორბცია, ნახავთ ნივთიერების კონცენტრაციას ხსნარში გამოცდილია.

გადაცემული სინათლის ინტენსივობის (I) და ინციდენტული სინათლის (Io) ინტენსივობას თანაფარდობა ეწოდება გადაცემა (T). მათემატიკური თვალსაზრისით, T = I ÷ Io.

ხსნარის შთანთქმა (A) (მოცემული ტალღის სიგრძეზე) განისაზღვრება 1 ÷ T ლოგარითმის (ფუძე 10) ტოლი. ეს არის, A = ჟურნალი (1 ÷ T).

ხსნარის აბსორბცია პირდაპირპროპორციულია ხსნარში შთამნთქმელი მასალის კონცენტრაციის (გ). ეს არის A = kc, სადაც "k" არის პროპორციულობის მუდმივა.

პირველი გამოთქმა, T = I ÷ I0, მიუთითებს რამდენი სინათლე გადის ხსნარში, სადაც 1 ნიშნავს მაქსიმალურ სინათლის გადაცემას. შემდეგი განტოლება, A = log (1 ÷ T) მიუთითებს სინათლის შეწოვაზე გადაცემის ფიგურის ინვერსიის მიღებით, შემდეგ კი შედეგის საერთო ჟურნალის მიღებით. ნულოვანი შთანთქმის საშუალებით (A) ნიშნავს, რომ ყველა სინათლე გადის, 1 ნიშნავს შუქის 90% და 2 ნიშნავს 99%. მესამე გამოთქმა, A = kc, გიჩვენებთ ხსნარის კონცენტრაციას (c), შთანთქმის რიცხვის (A) გათვალისწინებით. ქიმიკოსებისთვის ეს გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა: კოლორიმეტრს შეუძლია გაურკვეველი ხსნარის კონცენტრაციის გაზომვა სინათლის რაოდენობით, რომელიც ანათებს მასში.

კოლორიმეტრს აქვს სამი ძირითადი ნაწილი: სინათლის წყარო, კუვეტი, რომელიც იკავებს ნიმუშის ხსნარს და ფოტოსელი, რომელიც ხსნის ხსნარის საშუალებით გადაცემულ სინათლეს. ფერადი სინათლის დასამუშავებლად, ინსტრუმენტი შეიძლება იყოს აღჭურვილი ან ფერადი ფილტრებით ან კონკრეტული LED- ებით. შუქი ხსნარით გადაცემულ კუვეტაში ვლინდება ფოტოცელი, აწარმოებს ციფრულ ან ანალოგურ სიგნალს იზომება. ზოგიერთი ფერადიმეტრი არის პორტატული და გამოსადეგია ტესტებისთვის, სხვები კი უფრო დიდი ზომის საკრავებია, რომლებიც ლაბორატორიული გამოკვლევებისთვის არის სასარგებლო.

ჩვეულებრივი კოლომეტრის საშუალებით, საჭიროა ინსტრუმენტის დაკალიბრება (მხოლოდ გამხსნელის გამოყენებით) და გამოყენება ეს განსაზღვრავს რამდენიმე სტანდარტული ხსნარის შთანთქმის მნიშვნელობებს, რომლებიც შეიცავს ხსნადს კონცენტრაციები. (თუ ხსნადი ნივთიერება წარმოქმნის უფერო ხსნარს, დაამატეთ რეაგენტი, რომელიც რეაგირებს ხსნადთან და წარმოქმნის ფერს.) შეარჩიეთ სინათლის ფილტრი ან LED, რომელიც იძლევა შთანთქმის ყველაზე მაღალ მნიშვნელობებს. ნახატების მონაცემები, რომ მიიღოთ შთანთქმის გრაფიკი კონცენტრაციისგან. შემდეგ გამოიყენეთ ინსტრუმენტი ტესტის ხსნარის შთანთქმის მოსაძებნად და გამოიყენეთ გრაფიკი, რომ იპოვოთ ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაცია ტესტის ხსნარში. თანამედროვე ციფრულმა კოლომეტრებმა შეიძლება პირდაპირ აჩვენონ ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაცია, რაც გამორიცხავს ზემოხსენებული ნაბიჯების უმეტესობას.

გარდა იმისა, რომ ღირებულია ქიმიის ლაბორატორიებში ძირითადი კვლევებისთვის, კოლორიმეტებს მრავალი პრაქტიკული გამოყენება აქვს. მაგალითად, ისინი გამოიყენება წყლის ხარისხის შესამოწმებლად, ქიმიკატების სკრინინგის საშუალებით, როგორიცაა:

• ქლორი
  
• ფტორი
  
• ციანიდი
  
• გახსნილი ჟანგბადი
  
• რკინა
  
• მოლიბდენი
  
• თუთია
  
• ჰიდრაზინი

ისინი ასევე გამოიყენება მცენარეთა საკვები ნივთიერებების კონცენტრაციის დასადგენად (მაგალითად, ფოსფორი, ნიტრატი) და ამიაკი) ნიადაგში ან ჰემოგლობინში სისხლში და უხარისხო და ყალბი იდენტიფიცირება წამლები. გარდა ამისა, მათ იყენებენ კვების მრეწველობა და საღებავებისა და ქსოვილების მწარმოებლები. ამ დისციპლინებში, კოლორიმეტრი ამოწმებს საღებავებსა და ქსოვილებში ფერების ხარისხსა და თანმიმდევრულობას, რათა უზრუნველყოს, რომ ყველა პარტია იგივენაირად გამოვიდეს.