Od světla k datům: Technologie kolorimetrie a spektrofotometrie

Co je to kolorimetrie:
Kolorimetrie je prostě měření barev. Kolorimetrie je stanovení koncentrace látky měřením relativní absorpce světla vzhledem ke známé koncentraci látky. Ve vizuální kolorimetrii se jako zdroj světla obvykle používá přirozené nebo umělé bílé světlo a měření se obvykle provádějí pomocí jednoduchého přístroje zvaného kolorimetr nebo barevný komparátor. Když se místo očí použijí fotobuňky, přístroj se nazývá fotoelektrický kolorimetr.

Kolorimetrická analýza je založena na principu, že mnoho látek spolu reaguje a vytváří barvu, která udává koncentraci měřené látky. Když je látka vystavena svazku intenzity (I 0 ), část záření je absorbována molekulami látky a záření o intenzitě (I) je emitováno. Tento rozdíl v intenzitě se používá v kolorimetrických testech.

Množství absorbovaného záření je dáno Beer-Lambertovým zákonem:
A = Ɛ•l•C
A je absorbance
Ɛ je molární extinkční koeficient [L/(mol cm)]
l je délka cesty (cm)
C je koncentrace (mol/litr)

Co je spektrofotometrie:
Spektrofotometrie je metoda pro kvalitativní a kvantitativní analýzu látky měřením absorbance látky při specifické vlnové délce nebo v určitém rozsahu vlnových délek.

Základní principy spektrofotometrie:
Hmota interaguje se světlem a má charakteristiku selektivní absorpce. Barva barevné látky vzniká interakcí látky se světlem. To znamená, že barva prezentovaná barevným roztokem je způsobena selektivní absorpcí světla látkami v roztoku.

Protože různé látky mají různé molekulární struktury, mají různé absorpční schopnosti pro různé vlnové délky světla. Strukturální skupiny s charakteristickými strukturami mají proto maximální skutečnou vlnovou délku pro selektivní absorpční charakteristiky, tvoří maximální absorpční pík a vytvářejí jedinečné absorpční spektrum.

I ta samá látka pohlcuje světlo jinak díky svému odlišnému obsahu. Metoda využití jedinečného absorpčního spektra látky k identifikaci existence látky (kvalitativní analýza) nebo využití stupně absorpce určité vlnové délky světla látkou k měření obsahu látky (kvantitativní analýza) s názvem spektrofotometrie.

Lambert-Beerův zákon je základním principem, na kterém je založena kvantitativní analýza spektrofotometrie. Když svazek monochromatického světla (světlo jedné barvy) prochází rovnoměrným roztokem, část se pohltí a část propustí. Nechť intenzita dopadajícího světla je I0 a intenzita procházejícího světla je I, pak I/I0 je propustnost reprezentovaná T. Procentuální propustnost T% = (I/I0)x100%

Studie ukázaly, že stupeň absorpce světla roztokem, tj. absorbance (A) (také známá jako extinkce E nebo optická hustota D) a propustnost (T) má negativní logaritmický vztah, to znamená: A = – LGT

Lambertův zákon: Stupeň absorpce světla (A) barevného roztoku je úměrný tloušťce (světelné dráze) b jeho kapalné vrstvy. Když je koncentrace roztoku konstantní, čím větší je tloušťka kapalné vrstvy roztoku, tím větší je hodnota A stupně absorpce světla a tím menší je propustnost světla.
Tedy: A = ab

Beerův zákon: Stupeň absorpce světla (A) barevného roztoku je úměrný jeho koncentraci (počet částic absorbujících světlo) C. To znamená, že když je tloušťka kapalné vrstvy roztoku konstantní, tím větší je koncentrace roztoku, čím větší je stupeň absorpce světla a tím menší je propustnost.
To znamená: A = ac
Kombinaci výše uvedených dvou vzorců lze vyjádřit v následujícím vzorci: A = -lgT=abc
To znamená, že A = abc.

Výše uvedený vzorec je Lambert-Beerův zákon, který znamená: když paprsek monochromatického světla prochází stejnoměrným roztokem, absorbance roztoku k monochromatickému světlu je úměrná součinu koncentrace roztoku a tloušťky vrstvy kapaliny. [2-3]

V A = abc představuje absorpční koeficient a citlivost látky absorbující světlo. Čím větší je hodnota a, tím vyšší je citlivost. Je-li jednotkou koncentrace koncentrace látky (jednotka: mol/L), lze nasákavost a zapsat jako ε a ε nazýváme molární nasákavost.

Z výše uvedeného vzorce je patrné, že když jsou tloušťka b vrstvy roztoku a absorpční koeficient a fixní, absorbance A je lineárně úměrná koncentraci roztoku. Při kvantitativní analýze je nejprve nutné změřit absorpci různých vlnových délek světla roztokem (absorpční spektrum), ze kterého se určí maximální vlnová délka absorpce, a následně je světlo této vlnové délky použito jako zdroj světla (monochromatické světlo ) měření absorbance A, což je Lang Burbeerův zákon, je první podmínkou pro kvantitativní analýzu.

Stolní spektrofotometr (propustnost) DSCD-910 má dobrý výkon a je speciálně navržen pro testování propustnosti, absorbance, hodnoty chromatičnosti a dalších parametrů transparentního materiálu.

Tagy:DSCD-910