色差仪的使用



色差仪是化学家用来确定或指定颜色的任何仪器。一种色差仪可以根据溶液的颜色强度来确定溶液中物质的浓度。如果要测试无色溶液,请添加一种与该物质发生反应并产生颜色的试剂。这种色差仪具有广泛的应用,包括实验室研究,水质环境分析,土壤成分分析,血液中血红蛋白含量的监测以及各种工业环境中使用的化学物质的分析。

一般原则

当特定颜色(或波长范围)的光通过化学溶液时,溶液会吸收一些光,并透射其中的一部分。根据比尔定律,吸收材料的浓度与被称为“吸光度”的量成比例,该吸光度在以下数学上定义。因此,如果您可以确定浓度未知的溶液的吸光度,并将其与浓度已知的溶液的吸光度进行比较,则可以找到所测试溶液中该物质的浓度。

数学方程

溶液(在给定波长下)的吸光度(A)等于1÷T的对数(以10为底)。也就是说,A = log(1÷T)。

溶液的吸光度与溶液中吸收材料的浓度(c)成正比。即,A = kc,其中“ k”是比例常数。

**个表达式T = I÷I0表示有多少光通过溶液,其中1表示**大光透射率。下一个方程A = log(1÷T)通过取透射图的倒数,然后取结果的公共对数来表示光的吸收。因此,吸光度(A)为零表示所有光都通过,1表示90%的光被吸收,2表示99%的光被吸收。第三个表达式A = kc,根据吸光度数(A)告诉您溶液的浓度(c)。对于化学家而言,这一点至关重要:色差仪可以通过透过它的光量来测量未知溶液的浓度。

色差仪的零件

色差仪主要由三个部分组成:光源,容纳样品溶液的比色杯和检测透过溶液的光电池。为了产生彩色光,仪器可以配备彩色滤光片或特定的LED。试管中溶液传输的光由光电管检测,产生可以测量的数字或模拟信号。一些色差仪是便携式的,可用于现场测试,而其他色差仪是较大的台式仪器,可用于实验室测试。

使用仪器

使用常规色差仪,您需要校准仪器(仅使用溶剂),并用它来确定几种已知浓度的含有溶质的标准溶液的吸光度值。(如果溶质产生无色溶液,请添加与溶质反应并产生颜色的试剂。)选择具有**高吸光度值的滤光片或LED。绘制数据以获得吸光度与浓度的关系图。然后使用仪器查找测试溶液的吸光度,并使用图形查找测试溶液中溶质的浓度。现代数字色差仪可以直接显示溶质的浓度,从而无需执行上述大多数步骤。

色差仪的用途

色差仪除了对化学实验室的基础研究有价值外,还具有许多实际应用。例如,通过筛查氯,氟化物,氰化物,溶解氧,铁,钼,锌和肼等化学物质,它们可用于测试水质。它们还可用于确定土壤中植物营养素(例如磷,硝酸盐和氨)或血液中血红蛋白的浓度,并识别不合格和假冒药物。此外,它们还被食品工业以及油漆和纺织品制造商使用。在这些学科中,色差仪检查油漆和织物中颜色的质量和一致性,以确保每批产品看起来都一样。