Spektrofotometry na przestrzeni lat stały się niezwykle przydatnymi narzędziami, które wyręczają ludzkie oko, zwiększając jednocześnie precyzję oceny barwy. Co ważne, wprowadzenie tych urządzeń pozwoliło na operacjonalizację i kategoryzację barw na dużo wyższym poziomie. Jak dokładnie działają? Warto się temu przyjrzeć.
Spektrofotometr – czym jest?
Spektrofotometr to nic innego, jak urządzenie, które pomaga w dużo dokładniejszym opisaniu barwy, stosując do tego wyniki liczbowe. Pozwala to na łatwiejszą operacjonalizację i wykorzystanie w precyzyjnych działaniach oraz badaniach.
Cała konstrukcja działa na jednym zasadzie, którą jest prawo Lamberta-Beera. Jest ono odpowiedzialne za określenie zależności pomiędzy pochłoniętym światłem a trzema czynnikami:
- stężeniem substancji,
- współczynnikiem ekstynkcji,
- długością drogi pokonywanej przez światło podróżujące przez substancję.
Spektrofotometr do pomiaru barwy składa się jednocześnie z czterech następujących elementów:
- źródła światła,
- monochromatora,
- kuwety pomiarowej,
- detektora.
Wiedząc już, czym jest to urządzenie, warto przyjrzeć się temu, jak działa.
Jak przebiega proces pomiaru barwy?
Warto spojrzeć na to z perspektywy substancji, która jest cieczą. Wszystko rozpoczyna się tutaj od umieszczenia próbki w kuwecie pomiarowej. Następnie następuje instalacja jej w samym spektrofotometrze, w którym dochodzi do emitowania źródłowego światła. Przechodzi ono przez element dyspersyjny w monochromatorze – najczęściej siatkę dyfrakcyjną lub pryzmat.
Dochodzi do stworzenia odpowiedniej długości fali, która zostaje nakierowana na kuwetę, w której umieszczona została próbka. Światło przechodzi wtedy przez analizowaną substancję, padając na detektor, który podaje wynik analizy spektrofotometrycznej. Troszkę inaczej działa to w przypadku substancji stałych, gdzie potrzebny jest pomiar światła odbitego.
Jakie skale pomiarowe istnieją?
Substancje stałe i ciecze różnią się od siebie nie tylko w fizycznej i chemicznej strukturze, ale również w sposobie przeprowadzania analizy spektrofotometrycznej. Właśnie dlatego powstało kilka różnych skal pomiarowych, aby można było otrzymywać wyniki o większej dokładności. Do trzech najpopularniejszych skal zalicza się:
- skalę APHA – jest to skala, która używana jest do oceny substancji oleistych, jak również tworzyw sztucznych i rozpuszczalników.
- skalę Gardnera – może być stosowana zarówno do olejów, żywic, lakierów, jak i kwasów tłuszczowych, pozwalając w ten sposób na ocenę barw produktów transparentnych o żółto-brązowej kolorystyce,
- skalę Saybolta – skala ta stworzona została do pomiaru transparentnych substancji pochodzenia petrochemicznego, jak również wyrobów farmaceutycznych.
Spektrofotometr do pomiaru barwy jest dziś użytkowany w szerokiej działalności przemysłowej – szczególnie w kontroli jakości. Ich udział jest całkowicie niezastąpiony i konieczny.
