Kolorymetria

Kolorymetria
Polecane artykuły
  1. metoda wyznaczania stężenia danej substancji barwnej w roztworze, oparta na porównaniu barwy badanego roztworu w świetle naturalnym z barwami roztworów wzorcowych (wizualnie lub za pomocą specjalnego przyrządu zwanego kolorymetrem).
  2. chronometria, dział optyki zajmujący się pomiarem barwy, którą jako wielkość obiektywną opisuje się w umownej skali (zwykle przez określenie jej położenia w trójkącie nasyceń). [I. Duda i in. 1995, s. 71-72]
  • Kolorymetria jest najprostszym działem spektrofotometrii absorpcyjnej w świetle widzialnym. Celem ten metody jest określenie stężenia badanej substancji lub określenie barwy w jednostkach umownych.

Kolorymetria jest jedną z metod ilościowych, która polega na porównywaniu barwy roztworu substancji badanej z barwą roztworu wzorcowego, w świetle białym za pomocą oka. Roztworem wzorcowym jest roztwór o dokładnie znanym stężeniu.

Podstawowe warunki analizy kolorymetrycznej

  1. Kolorymetrycznie możemy badać tylko roztwory barwne i przeźroczyste, jeżeli roztwór jest bezbarwny należy przeprowadzić reakcję barwną.
  2. Musi zachodzić proporcjonalność między stężeniem substancji a intensywnością powstającego zabarwienia, które nie może ulegać zmianie w ciągu okresu wystarczającego na wykonanie pomiaru.
  3. Stężenie roztworu wzorcowego powinno niewiele różnić się od stężenia substancji badanej.
  4. Musimy zachować identyczne warunki przebiegu reakcji w roztworze wzorcowym i badanym, tzn. te same odczynniki, kolejność ich dodawania, pH, jednakowa temperatura, ten sam czas przebiegu reakcji

Powyższe warunki odnoszą się do metod stosowanych w kolorymetrii, absorpcjometrii i spektrofotometrii.

Metody kolorymetryczne

  1. Metody polegające na zachowaniu stałej grubości warstwy:

a) metoda porównywania z serią wzorców,

b) metoda rozcieńczania,

c) metoda miareczkowania kolorymetrycznego.

  1. Metody polegające na zmianie grubości warstwy. [A. Adamowicz i in. 1979, s. 180-181]

Metody kolorymetryczne polegają na pomiarze wartości absorpcji badanego roztworu przy określonej długości fali (jeśli roztwór jest barwny), a następnie dodaniu wskaźnika alkacymetrycznego i ponownym pomiarze wartości absorpcji. Różnica pomiędzy wynikami pomiaru absorpcji obu roztworów jest porównywana z krzywą wzorcową wykonaną na podstawie roztworów o znanym pH z zastosowaniem tego samego wskaźnika alkacymetrycznego. Metoda ta stosowana jest bardzo rzadko. [Z. Cichoń i in. 2001, s. 28]

Kolorymetry

Kolorymetrami nazywa się przyrządy używane w chemicznej analizie ilościowej, w której zawartość oznaczanej substancji określa się na podstawie porównania natężenia zabarwienia roztworu tej substancji z natężeniem zabarwienia roztworu substancji wzorcowej. Znane są 2 zasadnicze grupy przyrządów używanych w kolorymetrii, mianowicie:

  1. Kolorymetry, w których porównywa się natężenie zabarwienia badanego roztworu o nieznanym stężeniu z natężeniem zabarwienia szeregu wzorcowych roztworów o znanym stężeniu, przy czym grubość warstwy obydwóch roztworów jest jednakowa. Roztwory – badany i wzorcowy – o tym samym natężeniu barwy odpowiadają tym samym stężeniom zawartej w nich substancji barwnej. Ponieważ stężenie roztworu wzorcowego jest znane, stąd staje się znane również stężenie, a następnie ilość substancji w roztworze badanym.
  2. Kolorymetry, w których porównywa się natężenie zabarwienia 2 roztworów – badanego i wzorcowego – o różnych stężeniach przez dobranie różnych grubości warstw tych roztworów w ten sposób, aby otrzymać jednakowe natężenie zabarwień. W oparciu o prawo Beera, które można zastosować do substancji nie zmieniających swych właściwości fizyko-chemicznych, wraz ze zmianą ich stężenia w roztworze można ustalić stężenie substancji badanej. Badanie przeprowadza się w świetle monochromatycznym. Prawo Beera ustala, że stężenia tej samej substancji są odwrotnie proporcjonalne do grubości warstw, dla których uzyskuje się jednakowe natężenie światła monochromatycznego.

W tym typie kolorymetrów uzyskuje się dokładniejsze oraz szybsze wyniki pomiarów niż w typie pierwszym. [W. Walewski i in. 1995, s. 947]

Kolorymetr fotoelektryczny, fotokolorymetr

Przyrząd do wykonywania analiz kolorymetrycznych wyposażony w monochromator o małej zdolności rozdzielczej i detektor fotoelektryczny. Kolorymetr (wizualny)

Przyrząd do wykonywania analiz kolorymetrycznych na podstawie porównania natężenia barwy roztworów; stosuje się prostą monochromatyzację lub wykorzystuje się promieniowanie białe. [D. Kryt i in. 1984, s. 62]

Parametry barwy

Barwa jest całkowicie określona przez trzy charakterystyczne parametry: odcień (ton), nasycenie (intensywność) i jaskrawość (jasność).

Odcień jest cechą chromatyczną barwy, określającą jej rodzaj. Doznawane wrażenie psychofizyczne określa się jako barwę fioletową, niebieską, zieloną, żółtą, pomarańczową, czerwoną lub purpurową, fizycznie – wyznacza jako dominującą długość fali.

Nasycenie jest właściwością chromatyczną określającą udział bieli w danej barwie; stopień nasycenia barwy jest tym mniejszy im większa jest ilość domieszanej bieli. Fizycznie parametr ten wyznacza tzn. czystość pobudzenia.

Jaskrawość jest cechą charakteryzującą ogólną ilość światła odbijanego lub przepuszczanego przez przedmiot. W przybliżeniu cecha ta odpowiada wielkości fotometrycznej określonej terminem luminacja.

O ile barwy chromatyczne mogą się różnić odcieniem, nasyceniem i jaskrawością, barwy achromatyczne (biel, czerń i leżące między nimi barwy szare) charakteryzuje się wyłącznie parametrem jaskrawości. Jeżeli cała energia promieniowania w widzialnym przedziale długości fal zostaje odbita od nieprzeźroczystej powierzchni, obserwator odbiera wrażenie barwy białej, jeżeli zachodzi całkowite pochłonięcie promieniowania – barwy czarnej, o ile natomiast światło jest częściowo absorbowane mniej więcej równomiernie wzdłuż całego zakresu widzialnego – przedmiot wydaje się być szary. Omówione powyżej trzy jakościowe parametry barwy wyrażone liczbowo pozwalają na jej liczbową, obiektywną charakterystykę. [A. Koziołkowa, 1999, s. 142-143]

Bibliografia

  • Adamowicz A. i in., Analiza instrumentalna, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1979
  • Cichoń Z. i in., Towaroznawstwo żywności. Podstawowe metody analityczne, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Krakowie, Kraków 2001
  • Duda I. i in., Słownik pojęć towaroznawczych, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Krakowie, Kraków 1995
  • Koziołkowa A., Analiza instrumentalna, wybrane metody, Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań 1999
  • Kryt D. i in., Słownik chemii analitycznej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1984
  • Walewski W. i in. Słownik towaroznawczy, tom IV, Polskie Wydawnictwa Gospodarcze, Warszawa 1995

Autor: Miętka Angelika