Từ ánh sáng đến dữ liệu: Công nghệ đo màu và đo quang phổ

Là gì phép đo màu:
Đo màu chỉ đơn giản là phép đo màu sắc. Đo màu là việc xác định nồng độ của một chất bằng cách đo độ hấp thụ ánh sáng tương đối so với nồng độ đã biết của chất đó. Trong phép đo màu trực quan, ánh sáng trắng tự nhiên hoặc nhân tạo thường được sử dụng làm nguồn sáng và các phép đo thường được thực hiện bằng một dụng cụ đơn giản gọi là máy đo màu hoặc bộ so sánh màu. Khi sử dụng tế bào quang điện thay cho mắt, thiết bị này được gọi là máy đo màu quang điện.

Phân tích đo màu dựa trên nguyên tắc nhiều chất phản ứng với nhau và tạo thành màu sắc biểu thị nồng độ của chất được đo. Khi một chất tiếp xúc với chùm tia có cường độ (I 0 ), một phần bức xạ được hấp thụ bởi các phân tử của chất đó và bức xạ có cường độ (I) được phát ra. Sự khác biệt về cường độ này được sử dụng trong các xét nghiệm đo màu.

Lượng bức xạ bị hấp thụ được tính theo định luật Beer-Lambert:
A = Ɛ·l·C
A là độ hấp thụ
Ɛ là hệ số tắt mol [L/(mol cm)]
l là chiều dài đường dẫn (cm)
C là nồng độ (mol/lít)

Phép đo quang phổ là gì:
Quang phổ là phương pháp phân tích định tính và định lượng của chất bằng cách đo độ hấp thụ của chất đó ở một bước sóng cụ thể hoặc trong một phạm vi bước sóng nhất định.

Nguyên tắc cơ bản của phép đo quang phổ:
Vật chất tương tác với ánh sáng và có đặc tính hấp thụ chọn lọc. Màu sắc của một chất có màu được tạo ra khi chất đó tương tác với ánh sáng. Nghĩa là, màu sắc của dung dịch màu là do các chất trong dung dịch hấp thụ ánh sáng có chọn lọc.

Bởi vì các chất khác nhau có cấu trúc phân tử khác nhau nên chúng có khả năng hấp thụ khác nhau đối với các bước sóng ánh sáng khác nhau. Do đó, các nhóm cấu trúc có cấu trúc đặc trưng có bước sóng thực tế cực đại cho đặc tính hấp thụ chọn lọc, tạo thành đỉnh hấp thụ cực đại và tạo ra phổ hấp thụ độc đáo.

Ngay cả cùng một chất cũng hấp thụ ánh sáng khác nhau do hàm lượng khác nhau của nó. Phương pháp sử dụng phổ hấp thụ duy nhất của một chất để xác định sự tồn tại của một chất (phân tích định tính) hoặc sử dụng mức độ hấp thụ của một bước sóng ánh sáng nhất định của một chất để đo hàm lượng của một chất (phân tích định lượng) là gọi là sphép đo quang phổ.

Định luật Lambert-Beer là nguyên tắc cơ bản làm cơ sở cho phân tích định lượng của phép đo quang phổ. Khi một chùm ánh sáng đơn sắc (ánh sáng một màu) truyền qua một dung dịch đồng nhất thì một phần bị hấp thụ và một phần bị truyền đi. Gọi cường độ ánh sáng tới là I0, cường độ ánh sáng truyền qua là I thì I/I0 là độ truyền qua, biểu thị bằng T. Phần trăm độ truyền qua T% = (I/I0)x100%

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mức độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch, tức là độ hấp thụ (A) (còn được gọi là độ tuyệt chủng E, hay mật độ quang D) và độ truyền qua (T) có mối quan hệ logarit âm, đó là: A = – lgT

Định luật Lambert: Mức độ hấp thụ ánh sáng (A) của dung dịch có màu tỷ lệ thuận với độ dày (đường truyền ánh sáng) b của lớp chất lỏng của nó. Khi nồng độ của dung dịch không đổi, độ dày của lớp chất lỏng trong dung dịch càng lớn thì giá trị A của mức độ hấp thụ ánh sáng càng lớn và độ truyền ánh sáng càng nhỏ.
Đó là: A = ab

Định luật Beer: Mức độ hấp thụ ánh sáng (A) của dung dịch màu tỷ lệ thuận với nồng độ của nó (số lượng hạt hấp thụ ánh sáng) C. Nghĩa là khi độ dày của lớp chất lỏng của dung dịch không đổi thì nồng độ càng lớn của dung dịch thì mức độ hấp thụ ánh sáng càng lớn và độ truyền qua càng nhỏ.
Đó là: A = ac
Kết hợp hai công thức trên có thể được biểu thị bằng công thức sau: A = -lgT=abc
Tức là A = abc.

Công thức trên là định luật Lambert-Beer, nghĩa là: khi một chùm ánh sáng đơn sắc đi qua một dung dịch đồng nhất thì độ hấp thụ của dung dịch đó đối với ánh sáng đơn sắc tỉ lệ thuận với tích của nồng độ dung dịch và độ dày của lớp chất lỏng. [2-3]

Trong A =abc, hệ số hấp thụ a biểu thị độ nhạy của chất hấp thụ ánh sáng. Giá trị của a càng lớn thì độ nhạy càng cao. Nếu đơn vị của nồng độ là nồng độ của chất đó (đơn vị: mol/L) thì độ hấp thụ a có thể được viết là ε và ε được gọi là độ hấp thụ mol.

Từ công thức trên có thể thấy rằng khi độ dày b của lớp dung dịch và hệ số hấp thụ a cố định thì độ hấp thụ A có quan hệ tuyến tính với nồng độ của dung dịch. Trong phân tích định lượng, trước tiên cần đo độ hấp thụ của các bước sóng ánh sáng khác nhau của dung dịch (phổ hấp thụ), từ đó xác định được bước sóng hấp thụ cực đại, sau đó sử dụng ánh sáng có bước sóng này làm nguồn sáng (ánh sáng đơn sắc). ) để đo độ hấp thụ A, định luật Lang Burbeer là điều kiện đầu tiên để phân tích định lượng.

Máy quang phổ để bàn (Truyền qua) DSCD-910 có hiệu suất tốt và được thiết kế đặc biệt để kiểm tra độ truyền qua, độ hấp thụ, giá trị màu sắc và các thông số khác của vật liệu trong suốt.

Tags:DSCD-910