مقایسه اسپکتروفتومتر با فتومتر

مقایسه اسپکتروفتومتر با فتومتر

مقایسه اسپکتروفتومتر با فتومتر : رنگ همه جا در زندگی روزمره ما است. آیا می دانید در واقع می توانید رنگ را اندازه گیری کنید؟ اسپکتروفتومتر ابزاری اساسی برای محققین و شیمیدان ها هنگام تجزیه و تحلیل نمونه های شیمیایی و بیولوژیکی است.

این مقاله به بررسی اصول اولیه اسپکتروفتومتری و تنظیمات مختلف می پردازد.

نور و رنگ

به زبان ساده ، رنگ ها به نور بستگی دارند. ما در واقع رنگها را نمی بینیم ، آنچه که ما به عنوان رنگ می بینیم ، تأثیر تابش نور بر روی یک جسم است. هنگامی که نور سفید بر روی یک جسم می درخشد ، ممکن است منعکس شود ، جذب شود یا عبور می کند.درشیشه بیشتر نور از آن عبور می کند ، بنابراین بی رنگ به نظر می رسد. برف تمام نور را منعکس می کند و سفید به نظر می رسد. یک پارچه سیاه تمام نور را جذب می کند ، و به همین ترتیب سیاه ظاهر می شود. یک تکه کاغذ قرمز نور قرمز را بهتر از آنکه رنگ دیگر را منعکس کند ، منعکس می کند. بیشتر اشیاء رنگی به نظر می رسند زیرا ساختار شیمیایی آنها طول موج خاصی از نور را جذب می کند و دیگران را منعکس می کند.

هنگام بحث در مورد نور ، معمولاً به نور سفید مراجعه می کنیم. به یک باریکه از نور ، پرتو گفته می شود. پرتواز پرتوهای زیادی از نور ساخته شده است. هنگامی که نور سفید از یک منشور (یک جسم شفاف مثلثی) عبور می کند ، رنگ هایی که نور سفید را تشکیل می دهند در هفت باند رنگی پراکنده می شوند. این گروههای رنگی طیف نامیده می شوند. هفت رنگ نور سفید را تشکیل می دهد: قرمز ، نارنجی ، زرد ، سبز ، آبی ، نیلی و بنفش. در هر طیف ، گروههای رنگ همیشه به این ترتیب از چپ به راست سازماندهی می شوند.

فرض کنید ما در ماده ای که نور آبی را جذب می کند پرتویی از نور سفید به آن بتابد. از آنجا که عنصر آبی نور سفید توسط ماده جذب می شود ، نوری که عبور میکند طیف زرد است و نور زرد به چشم ما می رسد ، و ما این ماده را به عنوان ماده ای با رنگ زرد “می بینیم”.

اساس آنالیز رنگ سنجی، تغییر رنگ ماده در اثر تغییر غلظت برخی از عناصر می باشد.

کالریمتری ( فتومتری ) چیست؟

کالریمتری همان اندازه گیری رنگ است.کالریمتری یک روش جهت  تعیین غلظت یک ماده با اندازه گیری میزان جذب نسبی نور با توجه به غلظت شناخته شده آن ماده است. در رنگ سنجی بصری ، از نور سفید طبیعی یا مصنوعی معمولاً به عنوان منبع نور استفاده می شود و اندازه گیری ها معمولاً با یک ابزار ساده انجام می شود که به آن رنگ سنج یا مقایسه گر رنگ گفته می شود. هنگامی که چشم با یک سلول فوتوالکتریک جایگزین می شود به این ابزار یک رنگ سنج فوتوالکتریک گفته می شود.

تجزیه و تحلیل رنگ سنجی مبتنی بر این اصل است که بسیاری از مواد با یکدیگر واکنش نشان داده و رنگی را تشکیل می دهند که می تواند غلظت ماده مورد سنجش را نشان دهد. هنگامی که یک ماده در معرض پرتویی از شدت نور (I₀) قرار می گیرد ، بخشی از تشعشع توسط مولکول های ماده جذب می شود و تابش شدت (I) منتشر می شود. این اختلاف شدت برای تعیین رنگ سنجی استفاده می شود.

مقدار تشعشع جذب شده توسط قانون Beer-Lambert داده شده است:

A = Ɛ · l · C

A    جذب

Ɛ   ضریب مولی [L/(mol·cm)]

l     طول مسیر عبور نور (cm)

C     غلظت (mol/liter)

تفاوت فتومتر و اسپکتروفتومتر

فتومتر

یک فوتومتر با استفاده از فیلترها ، طول موج خاصی از نور را جدا می کند. یک رنگ سنج از فیلترهای منشوری یا سیستم مشابه استفاده می کند تا نور را به اجزای رنگ جدا کند و سپس آن را متناسب با منحنی های مطابق با چشم انسان قرار دهد و مقادیر رنگی را بر اساس آنچه چشم انسان مشاهده می کند ، تولید کند.

اسپکتروفتومتر

اسپکتروفتومتر با فوتومتر متفاوت است زیرا امکان اندازه گیری در طیف کلیه طول موجهای نور مرئی و فقط طول موجهای از پیش تعیین شده را نمی دهد. اسپکتروفتومترها با جداسازی نور در طول موجهای مشخص از نور سفید کار می کنند. اسپکتروفتومتر با استفاده از توری رنگی یا سیستم مشابه ، نور را به طیف متلاشی می کند. سپس مجموعه ای از سنسورها هر بخش از طیف را می خوانند و داده های طیفی را تولید می کنند. در صورت تجزیه و تحلیل انتشار طیفی یک لامپ ، یک ستاره یا منبع دیگر نور ایده آل است ، به همین دلیل است که اسپکتروفتومترها اغلب به عنوان وسیله های علمی مورد استفاده قرار می گیرند.

 مشخصات نوری یک اسپکتروفتومتر

تک پرتویی

در یک اسپکتروفتومتر تک پرتویی معمولی ، Blank و نمونه به طور متوالی اندازه گیری می شوند ، با فاصله چند ثانیه برای اندازه گیری طول موج منفرد و تا چند دقیقه برای اندازه گیری طیف کامل. این فاصله زمانی بین blank  و نمونه در فواصل زمانی طولانی منجر به خطاهای قابل توجهی می شود.

دو پرتویی

اسپکتروفتومتر دو پرتویی پیشرفت کرده تا تغییرات شدت لامپ بین اندازه گیری های Blank و نمونه وجود نداشته باشد. در این پیکربندی ، منبع نور یک پرتوی نور واحد را منتشر می کند که توسط یک تقسیم کننده نوری دو پرتوی انرژی برابر با مسیری نوری ایجاد می کند. یک پرتو از طریق Blank عبور می کند و پرتوی دیگر از طریق نمونه عبور می کند.

در مقایسه با طرح های تک پرتو ، دستگاههای پرتو دوتایی حاوی اجزای نوری بیشتری هستند که باعث کاهش توان و حساسیت می شود. برای حساسیت بالا ممکن است زمان اندازه گیری طولانی لازم باشد. علاوه بر این ، طراحی مکانیکی پیچیده تر اسپکتروفتومتر دو پرتو ممکن است به قابلیت اطمینان کمتری منجر شود.

پرتوی تقسیم شده (Split Beam)

اسپکتروفتومتر پرتوی تقسیم شده مانند اسپکتروفتومتر پرتو دوتایی است اما از اسپلیتر (Spliter) به جای مقسم استفاده می کند تا مسیرهای Blank و نمونه را به طور همزمان به دو آشکارساز جداگانه اما یکسان بفرستد. این پیکربندی امکان اندازه گیری Blank و نمونه را در همان زمان فراهم می کند. طراحی پرتو تقسیم شده از نظر مکانیکی ساده تر از ابزار پرتوی دوتایی واقعی است و به عناصر نوری کمتری احتیاج دارد.

بهترین استفاده از اسپکتروفتومتر 

اسپکتروفتومترهای امروزی با دوام و قابل حمل طراحی شده اند و انعطاف پذیری در استفاده را نشان میدهند.

برخی از بهترین کاربردها عبارتند از:

• تعیین عنصر برای کیفیت آب
• تجزیه و تحلیل آنزیمی در شراب
• تجزیه و تحلیل خواص کود برای کشاورزی

اینها فقط برخی از کاربردهای بالقوه فراوان برای اسپکتروفتومترها هستند.

جهت دریافت اطلاعات بیشتر با کارشناسان فنی شرکت ستاره عرش آریا تماس حاص نمایید.