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Farbmetrik ist eine einfache Form von Konzentrationsbestimmung Licht verwenden. Die Methode funktioniert nur bei Stoffen mit eigener Farbe. Es wird eine Anzahl von gleichen geben Petrischalen verwendet und verschiedene Lösungen, deren Konzentration bekannt ist. In jede Schale wird ein gleiches Volumen einer Lösung der Substanz gegeben, deren Konzentration bestimmt werden soll.
So funktioniert ein Kolorimeter
Das Kolorimeter dient zur Konzentrationsbestimmung von Lösungen durch Analyse der Farbintensität von Lösungen. Monochromatisches Licht einer LED geht durch eine Küvette mit der Lösung (siehe Abbildung unten). Das Licht wird teilweise absorbiert und eine Fotodiode erfasst die Lichtintensität. Die Ausgangsspannung des Kolorimeters ist proportional zur Lichtintensität der Fotodiode.
Quantitative Analyse mit Farbmetrik
Eine quantitative Analyse ist immer eine Zahl mit einer Einheit. Für eine kolorimetrische Konzentrationsbestimmung sucht man nach der Wellenlänge (innerhalb des sichtbaren Spektrums), bei der die stärkste Absorption stattfindet. Der Rest der Analyse wird bei dieser Wellenlänge durchgeführt. Bei der Konzentrationsbestimmung lässt man Licht der gefundenen Wellenlängen auf eine Lösung der zu prüfenden Substanz, die Probe, fallen. Das einfallende Licht wird vom Stoff, aber auch von eventuell vorhandenen anderen Stoffen absorbiert. Mit einem Blindwert wird der Einfluss dieser (anderen) Stoffe auf das Absorptionsspektrum gemessen. Ein Leerwert enthält alle anderen Stoffe, die sich auch in der Probe befinden, außer dem zu prüfenden Stoff. An der Probe und am Blank wird dann die Intensität des durchgelassenen Lichts gemessen. Die Intensität des durch die Probe fallenden Lichts wird mit I angegeben. Die Intensität des durch den Rohling fallenden Lichts erkennt man an dem Symbol Io. Das Verhältnis zwischen I und Io wird Transmission T genannt. T = I / I0 . T wird in Prozent ausgedrückt. Wenn die Konzentration des gelösten Stoffes 0 ist, gilt: I = I0. In der Praxis verwendet die Farbmetrik normalerweise nicht den Transmissionsgrad, sondern die Extinktion (= Extinktion), die wie der Transmissionsgrad am Spektralfotometer abgelesen werden kann. Die Extinktion E ist der -log(T). Die Extinktion wird verwendet, weil sie direkt proportional zur Konzentration der zu messenden Substanz ist und daher praktischer zu verwenden ist.
Zur Bestimmung der Substanzmenge in der Lösung wird zunächst eine Kalibriergerade erstellt. Dazu muss die Extinktion mehrerer Standardlösungen gemessen werden. Standardlösungen sind Lösungen mit bekannter Konzentration des zu prüfenden Stoffes. Die Reihe dieser Lösungen wird auch Kalibrierreihe genannt. In einem zweidimensionalen Diagramm werden die bekannten Konzentrationen gegen die gemessenen Extinktionen aufgetragen. Da zwischen Extinktion und Konzentration ein direkt proportionaler Zusammenhang besteht, kann zwischen den Kalibrierpunkten eine Gerade gezogen werden. Anschließend kann nach der Messung der Extinktion der Probe die entsprechende Konzentration im Diagramm abgelesen werden und somit ist die Konzentration der Probe bekannt.