Kolorimetrie

Kolik látky je v roztoku?

Barevný roztok pohlcuje část světla, které jím prochází. Čím je roztok koncentrovanější, tím víc světla pohltí. Kolorimetr Vernier GDX-COL posvítí na kyvetu s roztokem a změří, kolik světla prošlo. Z toho spočítá absorbanci, tedy to, jak moc roztok světlo pohlcuje.

Lambertův-Beerův zákon říká, že absorbance je přímo úměrná koncentraci. Změříš proto několik roztoků, jejichž koncentraci znáš, a proložíš jimi kalibrační přímku. Podle ní pak u neznámého vzorku z naměřené absorbance zjistíš koncentraci.

Připoj kolorimetr tlačítkem + Bluetooth nebo + USB (Chrome nebo Edge). Aplikace tě provede šesti kroky. Data zůstávají jen v tomto počítači, nic se nikam neodesílá.

Jak program funguje

1. Co měří čidlo

Kolorimetr svítí diodou jedné ze čtyř barev (430, 470, 565 nebo 635 nm) přes kyvetu na fotodiodu. Propustnost T je podíl světla, které projde vzorkem, a světla, které projde čistou vodou. Absorbance je A = −log₁₀ T. Proto se čidlo nejdřív kalibruje kyvetou s vodou (tlačítko CAL): pro vodu pak platí T = 100 % a A = 0.

2. Ustálení a zápis hodnoty

Program si pamatuje hodnoty z posledních 2 s. Hodnota je ustálená, když se v tomto okně nemění o víc než 0,004 (u větších absorbancí o víc než 1 %). Při zápisu se ukládá průměr posledních 1,5 s. Neustálený zápis se v tabulce označí.

3. Volba vlnové délky

Doporučuje se ta vlnová délka, při které má nejkoncentrovanější roztok největší absorbanci, ale ne vyšší než 1. Nad 1 projde vzorkem méně než 10 % světla a měření přestává být přesné i lineární. Pokud je nad 1 všude, program doporučí nejnižší hodnotu a navrhne roztoky zředit. Roztok nejvíc pohlcuje barvu doplňkovou ke své vlastní: modrý roztok pohlcuje hlavně červenou, žlutohnědý (ocet) modrou a fialovou.

4. Kalibrační přímka

Body (koncentrace c, absorbance A) se proloží přímkou A = k · c + q metodou nejmenších čtverců. V rozšířeném režimu lze zvolit přímku procházející počátkem (A = k · c), jak předpovídá zákon, a zobrazí se i koeficient determinace R². Koncentrace vzorku je c = (A − q) / k, u zředěného vzorku se ještě vynásobí faktorem ředění.

5. Upozornění

Program upozorní, když absorbance vzorku přesáhne 1 (vzorek zřeď), když vzorek leží mimo rozsah kalibračních roztoků (výsledek je jen odhad), když čidlo nebylo zkalibrováno vodou na zvolené vlnové délce a když se vlnová délka při zápisu liší od zvolené (pokud ji čidlo hlásí).

Slabá místa

Vlnová délka. Vlnovou délku přepínáš tlačítky na čidle. Pokud ji čidlo aplikaci nesděluje, musíš ji v aplikaci označit sám. Aplikace pak nepozná, že je na čidle nastavená jiná.

Kyvety. Škrábance, otisky prstů, kapky na stěnách a bublinky zvyšují absorbanci. Nejpřesnější je měřit všechny roztoky ve stejné kyvetě otočené stejnou stranou.

Ocet. Barvu octa způsobuje karamel (E150), ne kyselina octová. Měříme tedy „kolik octa je v roztoku“, ne koncentraci kyseliny.

Pro učitele: kontrola čidla
Kanály čidla
—
Právě teď
—

Kalibrace se dělá tlačítkem CAL na čidle. Když to nejde (např. vadné tlačítko), lze vodu vynulovat softwarově. Vlož kyvetu s vodou a klikni:

Připojování čidla