Colorimeter
Colorimetrie is een eenvoudige vorm van concentratiebepaling met behulp van licht. De methode werkt alleen voor stoffen met een eigen kleur. Men gebruikt een aantal gelijke petrischaaltjes en verschillende oplossingen waarvan de concentratie bekend is. In elk schaaltje wordt hetzelfde volume van een oplossing van de stof waarvan de concentratie moet worden bepaald, gedaan.
Colorimeter
Een colorimeter kan de absorptie van lichtgolven meten. Bij de kleurmeting wordt de verandering gemeten in de intensiteit van de elektromagnetische straling in het zichtbare golflengtegebied van het spectrum na transmissie of reflectie door een voorwerp of oplossing. Een dergelijke meting kan helpen om de concentratie van stoffen te bepalen, aangezien de hoeveelheid en de kleur van het geabsorbeerde of doorgelaten licht afhangen van de eigenschappen van de oplossing, met inbegrip van de concentratie van deeltjes in de oplossing. Een colorimeter is een instrument dat de hoeveelheid licht die door een oplossing valt, vergelijkt met de hoeveelheid licht die door een monster van zuiver oplosmiddel valt. Een colorimeter bevat een fotocel die in staat is de hoeveelheid licht te detecteren die door de te onderzoeken oplossing gaat. De door de fotocel opgewekte stroom is afhankelijk van de hoeveelheid licht die de cel bereikt nadat deze door de gekleurde oplossing is gegaan. Hoe hoger de concentratie van de kleurstof in de oplossing, hoe hoger de absorptie van licht; minder licht dat door de oplossing gaat, betekent minder stroom die door de fotocel wordt opgewekt. Een colorimeter neemt drie breedbandmetingen langs het zichtbare spectrum om een ruwe schatting van een kleurmonster te verkrijgen. Traditioneel wordt het woord "colorimeter" gebruikt voor een apparaat, voorzien van drie filters, dat het menselijk gezichtsvermogen simuleert. Colorimeters kunnen in twee typen worden ingedeeld:
- Visueel
- Foto-elektrisch.
Visuele colorimeters zijn er in twee typen:
- Visuele absorptiemeters/kleurvergelijkers
- Echte visuele colorimeter of tristimulus colorimeter.
Het eerste type vergelijkt de kleur van het te onderzoeken monster, meestal vloeistof, met die van de standaard en vindt een overeenkomst tussen beide. Dergelijke instrumenten worden gebruikt voor chemische analyse, concentratiebepaling en sortering op basis van kleur.
Kwantitieve benadering
Voor een colorimetrische concentratiebepaling gaat men op zoek naar de golflengte (binnen het zichtbare spectrum) waarop de sterkste absorptie plaatsvindt. Bij deze golflengte voert men de rest van de analyse uit. Bij de concentratiebepaling valt licht van de gevonden golflengten in op een oplossing van de te onderzoeken stof, het monster. Het invallende licht wordt geabsorbeerd door de stof, maar ook door andere stoffen die aanwezig kunnen zijn. Om de invloed van deze (andere) stoffen op het absorptiespectrum te meten, wordt een blanco gebruikt. Een blanco bevat alle andere stoffen die ook in het monster aanwezig zijn, behalve de te onderzoeken stof. Men meet dan de intensiteit van het doorgelaten licht bij het monster en bij de blanco. De intensiteit van het licht dat door het monster gaat, wordt aangeduid met I. De intensiteit van het licht dat door de blanco gaat, wordt aangeduid met het symbool Io De verhouding van I tot Io wordt transmissie T genoemd. T = I / I0. T wordt uitgedrukt in procent. Als de concentratie van de opgeloste stof 0 is, dan is I = I0. In de praktijk gebruikt men bij colorimetrie meestal niet de transmissie, maar de extinctie (= uitdoving) deze kan net als de transmissie op de spectrofotometer worden afgelezen. De extinctie E is de -log(T). Men gebruikt de extinctie omdat deze recht evenredig is met de concentratie van de te meten stof en dus praktischer is om te gebruiken.
Om de hoeveelheid stof in oplossing te bepalen, wordt eerst een ijklijn gemaakt. Hiervoor moet de extinctie van verschillende standaardoplossingen worden gemeten. Standaardoplossingen zijn oplossingen met een bekende concentratie van de te onderzoeken stof. De reeks van deze oplossingen wordt ook wel de ijklijn genoemd. In een tweedimensionale grafiek worden de bekende concentraties uitgezet tegen de gemeten extincties. Aangezien er een rechtlijnig verband bestaat tussen de extinctie en de concentratie, kan een rechte lijn worden getrokken tussen de ijkpunten. Na meting van de extinctie van het monster kan dan de bijbehorende concentratie van de grafiek worden afgelezen en weet men dus de concentratie van het monster.
Referenties
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Colorimetrie
- Asim Kumar Roy Choudhury, Principles of Colour and Appearance Measurement, Woodhead Publishing, 2014, Pages 221-269, ISBN 9780857092298, https://doi.org/10.1533/9780857099242.221.
