Bir kolorimetre, bir kimyagerin renkleri belirlemek veya belirtmek için kullandığı herhangi bir araçtır. Bir tür kolorimetre, çözeltinin renginin yoğunluğuna bağlı olarak çözeltideki bir maddenin konsantrasyonunu bulabilir. Renksiz bir çözeltiyi test ediyorsanız, maddeyle reaksiyona giren ve bir renk oluşturan bir reaktif eklersiniz. Bu tür kolorimetre, laboratuvar araştırması, su kalitesinin çevresel analizi, toprak bileşenlerinin analizi, kandaki hemoglobin içeriğinin izlenmesi ve çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılan kimyasalların analizi ayarlar.
Genel İlkeler
Belirli bir renkteki (veya dalga boyu aralığındaki) ışık kimyasal bir çözeltiden geçtiğinde, ışığın bir kısmı çözelti tarafından emilir ve bir kısmı iletilir. Beer Yasasına göre, emici malzemenin konsantrasyonu, aşağıda matematiksel olarak tanımlanan "absorbans" olarak bilinen bir miktarla orantılıdır. Böylece, konsantrasyonu bilinmeyen bir maddenin bir çözeltisinin absorbansını belirleyebilir ve bunu, bilinen konsantrasyonlardaki çözeltilerin absorbansı, çözeltideki maddenin konsantrasyonunu bulabilirsiniz. test edildi.
Matematiksel Denklemler
İletilen ışığın yoğunluğunun (I) gelen ışığın yoğunluğuna (Io) oranına geçirgenlik (T) denir. Matematiksel olarak, T = I ÷ Io.
Çözeltinin absorbansı (A), (belirli bir dalga boyunda) 1÷T'nin logaritmasına (taban 10) eşit olarak tanımlanır. Yani, A = günlük (1÷T).
Solüsyonun absorbansı solüsyondaki absorban materyalin konsantrasyonu (c) ile doğru orantılıdır. Yani, A = kc, burada "k" bir orantı sabitidir.
İlk ifade, T = I ÷ I0, bir çözeltiden ne kadar ışık geçtiğini gösterir; burada 1, maksimum ışık iletimini belirtir. Sonraki denklem, A = log (1÷T), iletim rakamının tersini alarak ışığın emilimini ve ardından sonucun ortak logunu alarak gösterir. Dolayısıyla, sıfır soğurma (A) tüm ışığın geçtiği, 1 ışığın %90'ının emildiği ve 2, %99'unun emildiği anlamına gelir. Üçüncü ifade, A = kc, absorbans numarası (A) verilen bir çözeltinin konsantrasyonunu (c) söyler. Kimyagerler için bu çok önemlidir: kolorimetre, içinden parlayan ışık miktarıyla bilinmeyen bir çözeltinin konsantrasyonunu ölçebilir.
Kolorimetrenin Parçaları
Bir kolorimetrenin üç ana parçası vardır: bir ışık kaynağı, numune solüsyonunu tutan bir küvet ve solüsyondan geçen ışığı algılayan bir fotosel. Renkli ışık üretmek için cihaz, renkli filtreler veya özel LED'ler ile donatılabilir. Işık küvetteki solüsyon tarafından iletilen bir fotosel tarafından algılanır ve dijital veya analog bir sinyal üretilir. ölçüldü. Bazı kolorimetreler taşınabilir ve yerinde testler için kullanışlıdır, diğerleri ise laboratuvar testleri için daha büyük, tezgah üstü cihazlardır.
Enstrümanı Kullanma
Geleneksel bir kolorimetre ile cihazı kalibre etmeniz (yalnızca solventi kullanarak) ve bilinen bir çözünen içeren birkaç standart çözeltinin absorbans değerlerini belirlemek için konsantrasyonlar. (Çözünen renksiz bir çözelti üretiyorsa, çözünen ile reaksiyona giren ve bir renk oluşturan bir reaktif ekleyin.) En yüksek absorbans değerlerini veren ışık filtresini veya LED'i seçin. Konsantrasyona karşı absorbans grafiği elde etmek için verileri çizin. Daha sonra test solüsyonunun absorbansını bulmak için aleti kullanın ve test solüsyonundaki çözünenin konsantrasyonunu bulmak için grafiği kullanın. Modern dijital kolorimetreler, yukarıdaki adımların çoğuna olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, çözünen maddenin konsantrasyonunu doğrudan gösterebilir.
Kolorimetrelerin Kullanım Alanları
Kimya laboratuvarlarında temel araştırmalar için değerli olmanın yanı sıra, kolorimetrelerin birçok pratik uygulaması vardır. Örneğin, aşağıdakiler gibi kimyasalları tarayarak su kalitesini test etmek için kullanılırlar:
- klor
- florür
- siyanür
- Çözünmüş oksijen
- Demir
- molibden
- çinko
- hidrazin
Ayrıca bitki besin maddelerinin (fosfor, nitrat gibi) konsantrasyonlarını belirlemek için kullanılırlar. ve amonyak) toprakta veya hemoglobinde kanda ve standart altı ve sahte ilaçlar. Ayrıca gıda endüstrisi ve boya ve tekstil üreticileri tarafından kullanılmaktadır. Bu disiplinlerde bir kolorimetre, her partinin aynı görünmesini sağlamak için boya ve kumaşlardaki renklerin kalitesini ve tutarlılığını kontrol eder.