การใช้คัลเลอริมิเตอร์

คัลเลอริมิเตอร์เป็นเครื่องมือใดๆ ที่นักเคมีใช้ในการกำหนดหรือระบุสี คัลเลอริมิเตอร์ชนิดหนึ่งสามารถหาความเข้มข้นของสารในสารละลายได้ โดยพิจารณาจากความเข้มของสีของสารละลาย หากคุณกำลังทดสอบสารละลายที่ไม่มีสี คุณจะต้องเติมน้ำยาที่ทำปฏิกิริยากับสาร ทำให้เกิดสี คัลเลอริมิเตอร์ชนิดนี้มีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมของคุณภาพน้ำ การวิเคราะห์องค์ประกอบของดิน การตรวจสอบปริมาณฮีโมโกลบินในเลือด และการวิเคราะห์สารเคมีที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ การตั้งค่า

หลักการทั่วไป

เมื่อแสงสีใดสีหนึ่ง (หรือช่วงความยาวคลื่น) ส่องผ่านสารละลายเคมี แสงบางส่วนจะถูกดูดซับโดยสารละลายและบางส่วนจะถูกส่งผ่าน ตามกฎของเบียร์ ความเข้มข้นของวัสดุดูดซับเป็นสัดส่วนกับปริมาณที่เรียกว่า "การดูดซับ" ซึ่งกำหนดไว้ทางคณิตศาสตร์ด้านล่าง ดังนั้น หากคุณสามารถหาค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายของสารที่ไม่ทราบความเข้มข้นและเปรียบเทียบกับค่า การดูดกลืนของสารละลายของความเข้มข้นที่ทราบ คุณสามารถหาความเข้มข้นของสารในสารละลายได้ดังนี้ ผ่านการทดสอบ

สมการทางคณิตศาสตร์

อัตราส่วนของความเข้มของแสงที่ส่องผ่าน (I) ต่อความเข้มของแสงตกกระทบ (Io) เรียกว่าการส่องผ่าน (T) ในทางคณิตศาสตร์ T = I ÷ Io

instagram story viewer

การดูดกลืนแสง (A) ของสารละลาย (ที่ความยาวคลื่นที่กำหนด) ถูกกำหนดให้เท่ากับลอการิทึม (ฐาน 10) ของ 1÷T นั่นคือ A = บันทึก (1÷T)

การดูดกลืนแสงของสารละลายเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้น (c) ของวัสดุดูดซับในสารละลาย นั่นคือ A = kc โดยที่ "k" เป็นค่าคงที่ตามสัดส่วน

นิพจน์แรก T = I ÷ I0 ระบุจำนวนแสงที่ผ่านสารละลาย โดยที่ 1 หมายถึงการส่งผ่านแสงสูงสุด สมการถัดมา A = log (1÷T) ระบุการดูดกลืนแสงโดยหาค่าผกผันของตัวเลขการส่งสัญญาณ จากนั้นจึงนำบันทึกทั่วไปของผลลัพธ์ ดังนั้นการดูดกลืนแสง (A) ของศูนย์หมายถึงแสงทั้งหมดผ่านเข้ามา 1 หมายถึง 90% ของแสงถูกดูดกลืนและ 2 หมายถึง 99% ถูกดูดกลืน นิพจน์ที่สาม A = kc บอกคุณถึงความเข้มข้น (c) ของสารละลายตามหมายเลขการดูดกลืนแสง (A) สำหรับนักเคมี สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง: คัลเลอริมิเตอร์สามารถวัดความเข้มข้นของสารละลายที่ไม่รู้จักได้ด้วยปริมาณแสงที่ส่องผ่าน

ส่วนของคัลเลอริมิเตอร์

คัลเลอริมิเตอร์มีสามส่วนหลัก: แหล่งกำเนิดแสง คิวเวตต์ที่เก็บสารละลายตัวอย่าง และโฟโตเซลล์ที่ตรวจจับแสงที่ส่องผ่านสารละลาย ในการผลิตแสงสี เครื่องมืออาจติดตั้งฟิลเตอร์สีหรือไฟ LED เฉพาะ แสง ที่ส่งโดยสารละลายในคิวเวตต์จะถูกตรวจพบโดยโฟโตเซลล์ ทำให้เกิดสัญญาณดิจิทัลหรือแอนะล็อกที่สามารถ วัด คัลเลอริมิเตอร์บางรุ่นพกพาสะดวกและมีประโยชน์สำหรับการทดสอบในสถานที่ ในขณะที่บางรุ่นมีขนาดใหญ่กว่า เครื่องมือแบบตั้งโต๊ะซึ่งมีประโยชน์สำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

การใช้เครื่องมือ

ด้วยคัลเลอริมิเตอร์แบบเดิม คุณจะต้องสอบเทียบเครื่องมือ (โดยใช้ตัวทำละลายเพียงอย่างเดียว) และใช้ เพื่อกำหนดค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายมาตรฐานหลายตัวที่มีตัวถูกละลายที่ค่าที่ทราบ ความเข้มข้น (ถ้าตัวถูกละลายให้สารละลายที่ไม่มีสี ให้เติมตัวทำปฏิกิริยาที่ทำปฏิกิริยากับตัวถูกละลายและสร้างสี) เลือกตัวกรองแสงหรือ LED ที่ให้ค่าการดูดกลืนแสงสูงสุด พล็อตข้อมูลเพื่อให้ได้กราฟการดูดกลืนแสงกับความเข้มข้น จากนั้นใช้เครื่องมือเพื่อค้นหาค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายทดสอบ และใช้กราฟเพื่อหาความเข้มข้นของตัวถูกละลายในสารละลายทดสอบ คัลเลอริมิเตอร์แบบดิจิตอลสมัยใหม่อาจแสดงความเข้มข้นของตัวถูกละลายได้โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องใช้ขั้นตอนส่วนใหญ่ข้างต้น