Bài giảng Colorimetry

COLORIMETRY

So màu – Ghi nhớ

• Phép so màu là đo lường màu sắc. • Cường độ màu liên quan đến nồng độ mẫu

dựa trên sự hiệu chuẩn của máy.

• Trong phép so sánh, tính nhất quán là quan

trọng nhất.

So màu – Nội dung

• Lý thuyết về so màu • Máy quang phổ đọc mẫu như thế nào? • Làm thế nào biết máy đọc chính xác?

Phép so màu là gì?

• Phép so màu là sử dụng cường độ màu sắc đo được để xác định lượng chất hòa tan trong dung dịch.

• Đo mẫu bằng máy đo màu hoặc quang phổ kế

Sử dụng quang phổ kế

• Chuyện gì xảy ra khi ta đưa giá trị về zero hay

chọn “Read” mẫu?

Sử dụng quang phổ kế

• Hãy qua các bước cơ bản làm thế nào phân

tích mẫu bằng quang phổ kế

Các bước phân tích mẫu

• Thu thập mẫu • Bảo quản và chuẩn bị • Tiến hành thí nghiệm • Sử dụng máy- Zero và Read • Làm thế nào biết kết quả chính xác hay không

Thu thập mẫu

• Phân tích tốt khi mẫu thu thập đúng cách • Thu mẫu đại diện theo đúng trình tự các bước quy định để chuẩn bị cho việc phân tích mẫu.

Bảo quản mẫu

– Điều chỉnh pH – Thêm các chất bảo quản nếu cần – Nhiệt độ lưu trữ thích hợp

• Cách bảo quản mẫu nếu mẫu được lưu trữ

Chuẩn bị mẫu

– Lọc – Pha loãng – Phá mẫu – Chưng cất

• Các kĩ thuật chuẩn bị mẫu

Tiến hành thí nghiệm

– Tráng rửa cuvet với mẫu sẽ phân tích trước khi

cho đúng thể tích cần đo

• Cho mẫu vào cuvet đo

Tiến hành thí nghiệm

• Cho thuốc thử vào mẫu và chất chỉ thị theo

hướng dẫn

Thuốc thử

– Permachem foil pouches – AccuVac vials – Test ‘N Tube Plus – Test ‘N Tube

• Các loại đóng gói sẵn

Chức năng của các thuốc thử?

Thuốc thử + mẫu

Phức màu

Thuốc thử bao gồm

• Đệm pH cho mẫu đồng nhất • Tác nhân oxy hóa khử • Hợp chất che các chất cản trở • Hợp chất chỉ thị

Tiến hành thí nghiệm

– Chờ cho mẫu phản ứng với thuốc thử và tạo màu trong một khoảng thời gian đưa ra theo chỉ dẫn cho mỗi chỉ tiêu phân tích

• Thời gian phản ứng

Sử dụng thiết bị

• Cuvet chứa mẫu không có thuốc thử hay

– Thuốc thử trắng

• Cuvet chứa nước khử ion có cho thuốc thử

• Đưa về Zero – Mẫu trắng

Zero thiết bị

• Lau chùi sạch bên ngoài ống thí nghiệm, đặt

vào máy và nhấn zero

Đọc mẫu

• Sau thời gian chờ phản ứng, lau ống thí nghiệm sạch, đặt vào máy và nhấn Read

Làm thế nào quang phổ kế đọc mẫu?

Quang phổ kế

• Đo cường độ ánh sáng đi qua mẫu có màu • Chuyển đổi cường độ ánh sáng đo được thành

nồng độ

Quang phổ kế

Trong trường hợp này, mẫu hấp thụ rất ít ánh sáng đi qua nó.

Mẫu có nồng độ thấp

Quang phổ kế

Trong trường hợp này, hầu hết các ánh sáng tới bị hấp thụ.

Nồng độ mẫu cao.

Quang phổ kế

• Sinh ra năng lượng ánh sáng • Chọn một bước sóng ánh sáng thích hợp • Truyền tia sáng qua mẫu • Đo sự thay đổi cường độ của ánh sáng • Chuyển đổi sự thay đổi cường độ sáng và

hiển thị thành nồng độ

Sơ đồ của một quang phổ kế

Bộ lọc đơn sắc Thấu kính

Mẫu

Detector

Đèn

Nguồn sáng

– Đèn tungsen – Tạo ra ánh sáng trắng – tập hợp của tất cả ánh

sáng màu

• Tạo ra nguồn ánh sáng

Bộ phận lọc màu

• Chuyển đổi ánh sáng trắng thành bước sóng ánh sáng đơn sắc phù hợp cho từng loại thí nghiệm – Lăng kính – Lưới nhiễu xạ – Đèn phát quang điốt

Đơn sắc/Bộ phận lọc màu

– Bước sóng mà tại đó mẫu hấp thụ hầu hết ánh

sáng

– Màu kết hợp

• Bước sóng nào là tối ưu?

Độ hấp thụ và and Complementary Colors

Lựa chọn bước sóng

• Làm thế nào Hach lựa chọn màu sắc tối ưu

• Đo mẫu tại dãy bước sóng rộng • Xác định bước sóng có độ hấp thụ cao nhất

cho thí nghiệm? – Chọn bước sóng mà mẫu hấp thụ tối đa ánh sáng

Cuvet chứa mẫu

• Khi bước sóng tối ưu đã được chọn, ánh sáng

đi qua mẫu

Cuvet chứa mẫu

• Ánh sáng đi qua mẫu vì thế mẫu phải chứa

• Không bụi, dấu tay, trầy xước

– Thể tích mẫu phù hợp

trong cuvet sạch hoàn toàn – Sạch bên trong – axit hay thuốc thử – Sạch bên ngoài – vải xơ

Cuvet chứa mẫu

• Mẫu được đo bằng cách so sánh cường độ

• Cùng loại cuvet cho mẫu trắng và mẫu phân tích

màu với mẫu trắng – Phải nhất quán

Detector

• Detector đo đạc lượng ánh sáng bị hấp thụ bởi

lượng điện

mẫu – Chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng

Bộ đọc của thiết bị

sáng thành nồng độ

• Chương trình phần mềm tính toán nồng độ từ sự đo đạc của detector bằng cách sử dụng đường cong hiệu chuẩn – Đường cong hiệu chuẩn chuyển độ hấp thu ánh

Detector

Sample Cell

%T

ABS

CONC mg/L

100

0.00

79.1

0.19

0.10

36.3

0.440

0.83

15.2

0.818

1.55

(Absorbance = -log T)

ABS

Nồng độ

Làm thế nào biết kết quả đo được là chính xác?

Dung dịch chuẩn

– Để tin tưởng vào kết quả đo đúng đắn – Tiết kiện thời gian và tiền bạc

• Ngăn ngừa loại bỏ sản phẩm hoặc tốn hao hóa chất sử

dụng

– Chứng tỏ hoạt động của thiết bị với khách hàng

và nhà kiểm soát

• Dùng kiểm tra tính chính xác

Chứng minh độ chính xác bằng dung dịch chuẩn

– Kiểm định kỹ thuật và tình trạng của thiết bị – “Tôi có thể thí nghiệm đúng?”

• Dung dịch chuẩn

Chứng minh độ chính xác bằng dung dịch chuẩn

• Dung dịch chuẩn bổ sung (Khẳng định) – Tìm ra các chất cản trở hay các vấn đề khác – “Có phải thí nghiệm tương thích với mẫu?”

Sử dụng dung dịch chuẩn thế nào?

• Theo từng bước hướng dẫn sử dụng mà Hach

cung cấp.

Phép đo màu – Ghi nhớ

• Phép đo màu là sự đo lường màu sắc. • Cường độ màu sắc liên quan đến nồng độ

trong mẫu được dựa trên sự hiệu chuẩn của máy.

• Trong một phép đo so sánh, tính nhất quán là

yếu tố chính.

Các sản phẩm dùng trong phép so màu

Các sản phẩm dùng cho phép so màu • Đĩa màu, ống và Test Strips • Máy đo màu

– Pocket Colorimeters – DR/800s

• Máy quang phổ – DR/2800 – DR/5000

Đĩa, ống màu và Test Strips

– Dễ sử dụng – Giá thành thấp – Cầm tay – Đĩa quay màu tăng cường sự chuẩn xác trên ống màu hoặc test strips – Đĩa quay có độ phân chia nhỏ hơn

ống hay test strip

• Đặc tính

Máy so màu – Pocket Colorimeter II

• Tính năng

– Đo một thông số

• 32 kiểu hiệu chuẩn trước • 9 kiểu bước sóng cùng chung đặc điểm – Bước sóng đơn, cố định, khác nhau tùy

theo hiệu máy

– Cầm tay, hoạt động bằng pin (4-AAA) – Đọc số và hiện thị – Chiều dài cell mẫu cho sóng đi qua – 1 cm

& 2.5 cm

Máy so màu – DR/800s

• DR/820, 850, & 890

– 20, 50, hay 90 thông số – Tối đa 4 bước sóng đặc biệt • 420, 520, 560, & 610 nm

– Cầm tay – hoạt động bằng pin (4-AA) – Chiều dài cell – 16 mm, 1 cm, 2.2 cm – Ghi dữ liệu – 99 điểm – Tải dữ liệu qua RS232 cổng IR

Máy quang phổ – DR/2800

•

240 chương trình cài sẵn để test nước và & 50 User programs

• Ghi dữ liệu – 500 điểm với thông tin về người sử dụng

và nhận biết mẫu

• Thang bước sóng: 340 – 900 nm • Nhiều kiểu cell

– 13, 16, & 2.2 mm tròn – 10 mm & 2.2 x 2.2 cm vuông – 50 mm chữ nhật

• Chương trình đọc mã vạch – TNT plus • Tải dữ liệu qua cổng USB • Có thể cầm tay và chạy máy bằng pin sạc

Máy quang phổ – DR/2800

• Phân tích nước uống

– Arsenic*, Chlorine*, Fluoride*, Lead*, Ozone, TOC, LR độ

màu

• Phân tích nước thải

*), kim

– COD*, Nutrients (NH3

*, NO3, Total Nitrogen, PO4

loại khác*

• Phân tích nước công nghiệp – ULR Tests (Silica & độ cứng)

* EPA chứng nhận phương pháp phân tích

Máy quang phổ tử ngoại khả kiến – DR/5000 UV/VIS

• Quét bước sóng • Ghi dữ liệu – 2000 điểm với thông tin mẫu

và người sử dụng

• Nhiều kiểu cell

– 13, 16, & 2.2 mm tròn – 10 mm & 2.2 x 2.2 cm vuông – 20 mm & 50 mm chữ nhật • Thang bước sóng: 190 – 1100 nm • Chương trình đọc mã vạch – TNT plus • Tải dữ liệu qua cổng USB