Колориметар је било који инструмент који хемичар користи за одређивање или одређивање боја. Једна врста колориметра може да пронађе концентрацију супстанце у раствору на основу интензитета боје раствора. Ако тестирате безбојни раствор, додајте реагенс који реагује са супстанцом производећи боју. Ова врста колориметра има широк спектар примена, укључујући лабораторијска истраживања, анализу животне средине квалитета воде, анализа компонената тла, праћење садржаја хемоглобина у крви и анализа хемикалија које се користе у разним индустријским гранама подешавања.
Општи принципи
Када се светлост одређене боје (или опсега таласних дужина) усмерава кроз хемијски раствор, део светлости апсорбује раствор, а део се преноси. Према Беер-овом закону, концентрација упијајућег материјала пропорционална је количини познатој као „апсорбанција“, која је математички дефинисана у наставку. Дакле, ако можете да одредите апсорбанцу раствора супстанце непознате концентрације и упоредите је са апсорбанцију раствора познатих концентрација, можете наћи концентрацију супстанце у раствору тестиран.
Математичке једначине
Однос интензитета пропуштене светлости (И) према интензитету упадне светлости (Ио) назива се пропустљивост (Т). У математичком смислу, Т = И ÷ Ио.
Апсорбанција (А) раствора (на датој таласној дужини) дефинисана је као једнака логаритму (основа 10) од 1 ÷ Т. Односно, А = лог (1 ÷ Т).
Апсорбанција раствора је директно пропорционална концентрацији (ц) упијајућег материјала у раствору. Односно, А = кц, где је „к“ константа пропорционалности.
Први израз, Т = И ÷ И0, показује колико светлости пролази кроз раствор, где 1 означава максималан пренос светлости. Следећа једначина, А = лог (1 ÷ Т) указује на апсорпцију светлости узимајући инверзу пропусне фигуре, а затим узимајући заједнички дневник резултата. Дакле, апсорбанција (А) нула значи да сва светлост пролази, 1 значи да је 90% светлости апсорбовано, а 2 значи да је апсорбовано 99%. Трећи израз, А = кц, говори вам о концентрацији (ц) раствора с обзиром на апсорпциони број (А). За хемичаре је ово пресудно важно: колориметар може мерити концентрацију непознатог раствора количином светлости која кроз њега сија.
Делови колориметра
Колориметар има три главна дела: извор светлости, кивету која држи раствор узорка и фотоћелију која детектује светлост која се преноси кроз раствор. Да би произвео обојену светлост, инструмент може бити опремљен или обојеним филтерима или одређеним ЛЕД лампицама. Светло пренето раствором у кивети детектује фотоћелија, производећи дигитални или аналогни сигнал који може бити измерена. Неки колориметри су преносиви и корисни за испитивања на лицу места, док су други већи, стони инструменти корисни за лабораторијска испитивања.
Коришћење инструмента
Са уобичајеним колориметром мораћете да калибришете инструмент (користећи само растварач) и да га употребите њиме се одређују вредности апсорбанције неколико стандардних раствора који садрже растворену супстанцу у познатим концентрације. (Ако растворена супстанца добије безбојни раствор, додајте реагенс који реагује са раствореном супстанцом и ствара боју.) Изаберите филтер светлости или ЛЕД који даје највеће вредности апсорбанције. Зацртајте податке да бисте добили графикон апсорбанције наспрам концентрације. Затим помоћу инструмента пронађите апсорбанцију испитног раствора, а помоћу графикона пронађите концентрацију растворене супстанце у раствору за испитивање. Савремени дигитални колориметри могу директно приказати концентрацију растворене супстанце, уклањајући потребу за већином горе наведених корака.
Употреба колориметара
Поред тога што су драгоцени за основна истраживања у хемијским лабораторијама, колориметри имају и многе практичне примене. На пример, користе се за испитивање квалитета воде, скринингом на хемикалије као што су:
- хлор
- флуорид
- цијанид
- растворени кисеоник
- гвожђе
- молибден
- цинк
- хидразин
Такође се користе за одређивање концентрације биљних хранљивих састојака (попут фосфора, нитрата и амонијак) у тлу или хемоглобин у крви и за идентификацију неквалитетних и фалсификованих дроге. Поред тога, користе их прехрамбена индустрија и произвођачи боја и текстила. У овим дисциплинама колориметар проверава квалитет и постојаност боја у бојама и тканинама, како би се осигурало да свака серија изађе једнака.