El colorimetro es un instrumento para analizar cuantitativamente la concentración de sustancias midiendo el grado de absorción de una solución de una longitud de onda específica de luz, que es ampliamente utilizado en química, biología, Monitoreo Ambiental y otros campos. Varios factores en la aplicación práctica pueden afectar la precisión y repetibilidad de la medición. A continuación se analizan sistemáticamente los factores que influyen en la fuente de luz, la selección de la longitud de onda, la placa de petri, la naturaleza de la muestra, las condiciones ambientales, la calibración del instrumento, las especificaciones de operación y el procesamiento de datos.

I. características de la fuente de luz

1. estabilidad de la fuente de luz

Los coloriómetros utilizan comúnmente lámparas de tungsteno (zona de luz visible) o lámparas de deuterio (zona ultravioleta) como fuente de luz. La intensidad de la fuente de luz se ve afectada significativamente por las fluctuaciones de voltaje, el envejecimiento de la bombilla o las condiciones de disipación de calor. Por ejemplo, la inestabilidad del voltaje puede causar fluctuaciones de la intensidad de la luz, lo que hace que la lectura de absorción se desvíe; Después de un uso a largo plazo, el espectro de emisión de la lámpara de tungsteno puede sufrir un desplazamiento al rojo, lo que resulta en una atenuación de la intensidad de la luz en una longitud de onda específica y afecta la sensibilidad de detección de muestras de baja concentración.

2. pureza espectral

La fuente de luz debe proporcionar luz monocromática de banda estrecha. Si la resolución del monocromador (como un prisma o una rejilla) es insuficiente, la luz dispersa aumentará el ruido de fondo y reducirá el límite inferior de determinación. Por ejemplo, al detectar ácidos nucleicos en la región ultravioleta, si la fuente de luz tiene un componente de luz visible, puede interferir con el rango lineal de las muestras de alta concentración.

3. Efecto térmico

El trabajo continuo hace que la fuente de luz se caliente y puede causar desplazamiento de longitud de onda o atenuación de intensidad. Por ejemplo, después de un largo período de trabajo en una lámpara de halógeno de tungsteno, la intensidad de la luz en la zona del infrarrojo cercano puede disminuir significativamente debido al calor, lo que afecta la medición del espectro del infrarrojo cercano.

2. selección de longitud de onda y monocromática

1. coincidencia de longitud de onda de absorción máxima

La reacción de color de la sustancia a medir debe determinarse a la longitud de onda de absorción característica. Si la longitud de onda se desvía del pico máximo de absorción, el coeficiente de absorción Molecular disminuye y la sensibilidad disminuye. Por ejemplo, los fenoles tienen una fuerte absorción a 270 nm, y si se detecta erróneamente con una longitud de onda de 400 nm, la absorción puede estar por debajo del límite de detección.

2. error del filtro o monocromador

El envejecimiento del filtro o la deformación de la línea de grabado de la rejilla pueden causar desviación de longitud de onda. Por ejemplo, cuando se utiliza un filtro de 500 nm para detectar una solución de sulfato de cobre, si la longitud de onda real se desvía a 510 nm, se puede introducir un error debido a la desviación.

3. impacto del ancho de banda

Cuanto más estrecho sea el ancho de banda de la luz emitida por el monocromador, mayor será la especificidad de la medición. La luz de banda ancha puede contener señales de interferencia de otras sustancias absorbentes de luz. Por ejemplo, en un sistema híbrido de múltiples componentes, la banda ancha puede superponer picos de absorción de componentes independientes, lo que conduce a una distorsión cuantitativa.

3. calidad y uso de la placa de Petri

1. material y transmisión de luz

La placa de Petri de cuarzo es adecuada para la zona ultravioleta, y la placa de Petri de vidrio ordinario solo es adecuada para la zona de luz visible. Si el material se elige incorrectamente (como medir el espectro ultravioleta con una placa de vidrio), la luz será absorbida por el propio material, lo que dará lugar a una absorción falsamente alta.

2. uniformidad óptica

La diferencia de espesor de la placa de Petri debe controlarse dentro de ± 0,02 mm. Si las dos superficies transparentes no son paralelas o el espesor es desigual, violará la hipótesis de "espesor uniforme de la capa líquida" en la Ley de lambert, lo que dará lugar a una curva estándar no lineal.

3. contaminación y arañazos

Las huellas dactilares, el aceite o el desgaste dispersan la luz y aumentan la absorción de baseline. Por ejemplo, al determinar las bajas concentraciones de iones de metales pesados, las huellas dactilares trazas en la placa de Petri pueden provocar un aumento de la absorción de 0,01, lo que equivale a introducir un error relativo del 1%.

4. naturaleza de la muestra y tratamiento previo

1. condiciones de reacción de color

La cantidad de agente de color, el tiempo de reacción, el pH y la temperatura deben controlarse estrictamente. Por ejemplo, al medir el fosfato por el método de molibdato de amonio, el pH debe controlarse en 6,5 - 7,5, de lo contrario, el complejo azul de fósforo y molibdeno resultante tiene poca estabilidad y la Absorbancia cambia significativamente con el tiempo.

2. partículas suspendidas y emulsión

Los coloides o precipitaciones en la solución dispersan la luz (efecto dingdal), lo que resulta en un aumento virtual de la absorción. Por ejemplo, los lixiviados de suelo no filtrados pueden tener una alta absorción debido a la suspensión de sedimentos y requieren centrifugación o pretratamiento de filtración.

3. rango de concentración de color

El rango óptimo de absorción es de 0,2 - 0,8 (correspondiente a t = 80% - 15%). Es necesario diluir cuando la concentración es demasiado alta, de lo contrario se desvía del rango lineal (por ejemplo, la aglomeración de solutos a altas concentraciones conduce a una disminución de (¿ varepsilon?). Por ejemplo, cuando se mide una proteína por el método azul brillante de komas, la muestra debe diluirse cuando la absorción supera 1,5.

V. interferencia de factores ambientales

1. fluctuaciones de temperatura

La mayoría de las reacciones de color son procesos de liberación o absorción de calor. Por ejemplo, cuando se determina la oxidación del COD por Dicromato de potasio, por cada aumento de la temperatura de 1 ° c, la tasa de reacción puede acelerarse en un 10%, lo que resulta en una coloración incompleta o un aumento de los efectos secundarios.

2. humedad y polvo

Los entornos de alta humedad pueden hacer que la superficie de los elementos ópticos (como lentes, espejos) se rocíe o absorba polvo, reduciendo la transmisión de luz. Por ejemplo, los colorimetros que no son resistentes a la humedad durante la temporada de lluvias pueden experimentar una deriva de referencia.

3. interferencia electromagnética

La mayoría de los detectores son fotodiodos o tubos fotomultiplicadores, que son sensibles a los campos magnéticos. Los equipos de alta frecuencia cerca del laboratorio (como las estaciones base de teléfonos móviles) pueden introducir ruido que afecta la detección de señales débiles.

VI. calibración y mantenimiento de instrumentos

1. configuración de comparación en blanco

El líquido en blanco debe ser consistente con la matriz de la muestra (como disolvente, regulador de ph). Si el líquido en blanco no se elige adecuadamente (como reemplazar el líquido de referencia que contiene el agente de color por agua pura), se puede introducir una interferencia de absorción de fondo. Por ejemplo, cuando se mide el nitrato por espectrometría, el líquido en blanco debe contener el mismo volumen de agente de color.

2. calibración periódica

Calibrar la precisión de la Absorbancia con una solución estándar (por ejemplo, 0,01 MOL / L K cr₇o). Los instrumentos no calibrados durante mucho tiempo pueden tener una desviación nominal superior al 5% debido al envejecimiento del detector o la atenuación de la fuente de luz.

3. corrección de la luz dispersa

El colorimetro de alta gama está equipado con una función de corrección de luz dispersa, pero los modelos de gama baja deben verificar la línea de base a través de la carretera de oclusión (debe estar cerca de 0 a). cuando la luz dispersa es superior al 2%, es posible que no se pueda determinar con precisión la muestra de alta transmisión.

VII. normas de funcionamiento y errores humanos

1. operación de la placa de Petri

Al sostener la placa de petri, es necesario pellizcar la superficie del pelo para evitar que los dedos toquen la superficie transparente; Después de verter el líquido, es necesario limpiarlo en una sola dirección con papel de espejo para evitar arañazos. El funcionamiento incorrecto puede provocar una diferencia de absorción superior a 0,05.

2. momento de la lectura

La reacción de color debe leer los datos durante el período estable. Por ejemplo, al medir el azúcar restaurado por el método dns, 5 - 15 minutos después del desarrollo del color es la ventana de lectura óptima, lo que resulta en errores prematuras o demasiado tarde.

3. medición repetitiva

La misma muestra debe medirse al menos tres veces para tomar la media para reducir el error aleatorio. Por ejemplo, al determinar el cromo hexavalente en el agua, la desviación de una sola medición puede alcanzar ± 3%, y la media de tres veces puede reducirse a ± 1%.

8. procesamiento de datos y selección de métodos

1. rango lineal de la curva estándar

Es necesario verificar la aplicabilidad de la Ley Lambert - bill. Si la zona de alta concentración se desvía de la línea (por ejemplo, ¿ por ejemplo, ¿ o (r ¿ 2 < 09999?), es necesario utilizar una ecuación secundaria o un ajuste segmentado. Por ejemplo, al medir el hierro con el método de o - fenantrolina, la concentración es superior a 5 mg / L y debe diluirse para redefinir el volumen.

2. deducción en blanco y corrección de interferencias

Las muestras complejas deben deducir el vacío del reactivo y la interferencia de la matriz. Por ejemplo, cuando los extractos del suelo miden metales pesados, es necesario preparar simultáneamente "vacíos de reactivos" y "vacíos de sustratos" para eliminar la interferencia de reacción entre los agentes de color y la composición del suelo.