رنگ سنجی

رنگ­ سنجی

رنگ‌سنجی روش تجزیه ­ای برای شناسایی و اندازه ­گیری آنالیت­های مختلف در نمونه­ های متنوع است. در روش­های رنگ­ سنجی آنالیت یا گونه ­ای که هدف شناسایی یا اندازه گیری آن است به صورت محلول در آورده شده و با واکنشگرهای مناسب و خاص به شکل رنگی تبدیل می­ شود. هرچقدر رنگ ایجاد شده شدت بیشتری داشته باشد، یعنی محلول حاصل بعد از افزایش واکنشگر، پررنگ­ تر باشد، غلظت ماده آنالیت در آن بیشتر است. شدت رنگ این محلول مجهول با شدت رنگ یک محلول استاندارد با غلظت مشخص مقایسه شده و مقدار ماده مورد اندازه ­گیری با استفاده از عمل تناسب برآورد می­ شود. عمل رنگ­ سنجی به صورت چشمی توسط مقایسه رنگ محلول مجهول با مقیاس رنگ­های ایجاد شده در یک سری محلول استاندارد با غلظت­های مشخص و متفاوت، انجام می­ شود.

 

روش ­های رنگ­ سنجی چشمی

ساده­ ترین روش رنگ­سنجی، تطبیق رنگ محلول مجهول یک آنالیت با یک سری از محلول­های استاندارد رنگی از همان آنالیت است. در این روش، ابتدا توسط یک واکنشگر مناسب، محلول رنگی از آنالیت مورد اندازه ­گیری تهیه می­ شود. به همین ترتیب، محلول­ های رنگی دیگری (استانداردها) از آنالیت، که غلظت آن­ها معلوم است و در گستره معینی قرار دارد، تهیه می ­شود. سپس، محلول مجهول و محلول­ های رنگی استاندارد در لوله­ های مخصوص به نام لوله­ های نسلر، ریخته شده و در کنار هم از بالا با چشم مورد مشاهده و مقایسه قرار می­ گیرند. لوله­ های نسلر، لوله ­های آزمایش بزرگ، یکنواخت و ته ­پهن هستند که در حدود ۳۰ سانتی­متر طول و ۲/۵ سانتی­متر قطر دارند. غلظت تقریبی محلول مجهول توسط تطبیق  رنگ آن با محلول استانداردی که نزدیک­ ترین رنگ را به آن دارد، برآورد می­ شود.

اگرچه رنگ ­سنجی چشمی به ­طور روزمره برای اندازه­ گیری برخی از آنالیت­ ها در صنعت، نمونه­ های آب و در نمونه ­های زیستی در آزمایشگاه­های تشخیص طبی، به صورت کیت، استفاده می­ شود، ولی دقت زیادی ندارد، زیرا چشم نسبت به تغییر جزئی در رنگ، به اندازه یک  وسیله فتوالکتریک حساس نیست.  دستگاه رنگ­ سنج، روش ظریف ­تر و دقیق ­تری برای مقایسه رنگ ارائه می ­دهد. این دستگاه مجهز به یک چشمی با میدان دید مناسب است که مقایسه پرتوهای عبور کرده از داخل محلول نمونه و محلول ­های استاندارد را آسان و امکان­ پذیر می­ کند.

 

روش­ های نورسنجی

نورسنج­ها برای بسیاری از اندازه­ گیری­های معمولی که طیف­ های پیچیده ندارند، مناسب هستند. طیف­ نورسنج­ها یا اسپکتروفتومترها دستگاه­های مجهزتری هستند که در آن­ها برای تفکیک طول­ موج­ها از تکفام­ساز دارای منشوری یا شبکه­ پراش، استفاده می ­شود. با استفاده از طیف­ نورسنج­ها می ­توان نوار باریکی از تابش را فراهم کرد و طیف جذبی را در ناحی فرا­بنفش- مرئی به ­طور دقیق بررسی کرد. رنگ‌ سنجی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر نیز انجام می ­شود.

انتخاب طول­ موج: وقتی که یک نورسنج، برای رسم نمودار تجزیه ­ای یک ماده مجهول به کار می ­رود، باید از یک صافی مناسب استفاده شود. اگر طیف جذبی یک ماده توسط یک طیف­ نورسنج رسم می ­شود، باید طول­ موج مناسبی انتخاب شود. به­ طور کلی، برای دسترسی به حساسیت بیشتر، طول­ موجی در اطراف λmax انتخاب می ­شود. ولی طول ­موج انتخاب شده باید در ناحیه­ ای باشد که با تغییری در طول­ موج، میزان جذب به سرعت تغییر کند.

 

دستگاه رنگ­ سنج

رنگ­سنج وسیله اندازه ­گیری است که می ­تواند مقدار نور و یا طیف عبوری از محلول­ها را با مقدار طیفی نوری که می­ تواند از میان یک نمونه خالص از آن محلول عبور کند را مقایسه کند.  رنگ­ سنج­ها معمولاً شامل یک فتوسل هستند که می ­توانند میزان طیف نور عبوری از محلول مورد آزمایش را اندازه ­گیری کند. اولین دستگاه رنگ­ سنج در سال ۱۹۳۰ اختراع شد و در واقع می ­توان گفت که رنگ­ سنج­ها نوع ساده شده دستگاه نورسنج یا فتومتر است. طرح­ واره ­ای از اجزای تشکیل دهنده یک رنگ­سنج در شکل ۱ نشان داده شده است. رنگ­سنج­ها شامل انواع گوناگونی هستند که توسط شرکت­های مختلف ساخته می­ شود.

شکل ۱- اجزای و نحوه قرار گرفتن آن­ها در یک دستگاه رنگ­ سنج.

 

چند مدل دستگاه رنگ­ سنج به طور تجاری در بازار وجود دارد که همه آن­ها تعیین نوع و اندازه ­گیری غلظت مواد در محلول­ ها به­ کار می ­روند. نوع بسیار ساده این دستگاه کیت آزمایش شیمیایی است که شامل محلول واکنشگر و یک جدول رنگ ­بندی شده است، که مقدار غلظت مواد محلول از روی آن خوانده می­ شود. روش استفاده از کیت­ های آزمایش محلول مانند رنگ­ سنج­های پرتابل است، با این تفاوت که میزان غلظت با توجه به تغییر رنگ حاصل و تطبیق آن با جدول به صورت چشمی و در نهایت پیدا کردن غلظت محلول است. خطا در این روش بیشتر از سایر روش­های رنگ­ سنجی است و می­ توان در حالت چک کردن میزان مواد محلول مانند اندازه­ گیری میزان کلر محلول در آب استخر استفاده کرد.

نوع دیگر، رنگ­ سنجهای دیجیتال شامل دستگاهی بسیار کوچک است، که می­ توان نمونه محلول را در آن قرار داد و با یک نمایشگر کوچک و ساده مقدار غلظت ماده محلول مورد نظر را از روی نمایشگر این دستگاه خواند. روش کار این دستگاه مشابه با سایر رنگ­ سنج­ها بوده به صورتی که ابتدا محلول نمونه به صورتی که موجود است، در دستگاه قرار داده و شدت رنگ آن توسط دستگاه ثبت می ­شود. سپس به این محلول مقداری از واکنشگر یا معرف مناسب اضافه کرده و پس از آنکه خوب با یکدیگر مخلوط شده و تغییر رنگ در محلول مشاهده شد، شدت رنگ آن توسط رنگ­ سنج ثبت شده و مقدار غلظت برحسب ppm توسط دستگاه نمایش داده می­ شود. این مدل دستگاه کوچک، سبک، قابل حمل و ارزان بوده و دقت اندازه ­گیری بهتری نسبت به کیت­ های آزمایش شیمیای دارند.

 

 

منبع: کتاب اسپکتروسکوپی تجزیه ای ۲، تألیف دکتر محمود پایه قدر، انتشارات سرافراز

استفاده از مطالب با ذکر منبع بلامانع است

 

 

 

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.