O colorimétrico é um instrumento para analisar quantitativamente a concentração de substância medindo o grau de absorção da luz de comprimentos de onda específicos pela solução, amplamente utilizado em áreas como química, biologia e monitoramento ambiental. Vários fatores na aplicação prática podem afetar a precisão e a repetibilidade das medições. A seguir, analisamos sistematicamente os fatores que afetam a fonte de luz, a seleção de comprimentos de onda, a placa de viscosidade, as propriedades da amostra, as condições ambientais, a calibração do instrumento, as especificações operacionais e o processamento de dados.

Características da fonte de luz

1. Estabilidade da fonte de luz

O colorimétrico comumente usa lâmpadas de fio de tungstênio (zona de luz visível) ou lâmpadas de deutério (zona ultravioleta) como fonte de luz. A intensidade da fonte de luz é significativamente afetada por flutuações de tensão, envelhecimento da lâmpada ou condições de dissipação térmica. Por exemplo, a instabilidade da tensão pode levar a flutuações da intensidade da luz, fazendo com que as leituras de absorção de luz se desviem; Após uso prolongado, o espectro de emissão de lâmpadas de tungstênio pode ocorrer um deslocamento para o vermelho, levando a uma diminuição da intensidade da luz em comprimentos de onda específicos, afetando a sensibilidade de detecção de amostras de baixa concentração.

Pureza espectral

A fonte de luz precisa fornecer uma luz monocromática de banda estreita. Se a resolução do monocromático (como um prisma ou um raster) for insuficiente, a luz difusa aumentará o ruído de fundo e reduzirá o limite inferior de medição. Por exemplo, quando o ácido nucleico é detectado na zona ultravioleta, a presença de um componente de luz visível na fonte de luz pode interferir com a faixa linear de amostras de alta concentração.

3. Efeito térmico

O trabalho contínuo resulta em aquecimento da fonte de luz, o que pode causar desvios de comprimento de onda ou diminuição da intensidade. Por exemplo, após longas horas de trabalho, a intensidade da luz no infravermelho próximo pode diminuir significativamente devido ao calor, afetando a medição do espectro infravermelho próximo.

Seleção de comprimento de onda e monocromatismo

1. Correspondência de comprimento de onda de absorção máxima

A reação de coloração da substância a ser testada deve ser determinada sob o comprimento de onda de absorção característica. Se o comprimento de onda se desviar do pico máximo de absorção, o coeficiente de absorção de luz de Moore diminui e a sensibilidade diminui. Por exemplo, os fenóis têm uma forte absorção a 270 nm e, se o comprimento de onda de 400 nm for mal detectado, a absorção pode estar abaixo do limite de detecção.

2. Erro de filtro ou monocromático

O envelhecimento do filtro ou a deformação da gravação do raster podem causar desvios de comprimento de onda. Por exemplo, quando uma solução de sulfato de cobre é detectada com um filtro de 500 nm, um desvio de comprimento de onda real para 510 nm pode introduzir erros devido ao desvio.

3. Efeito da largura de banda

Quanto mais estreita for a largura de banda do monocromático, maior será a especificidade da medição. A luz de banda larga pode conter sinais de interferência de outras substâncias absorventes de luz. Por exemplo, em sistemas de mistura multicomponente, a banda larga pode sobrepôr picos de absorção de componentes não relacionados, resultando em distorções quantitativas.

Qualidade e uso dos pratos

1. Material e transmissibilidade da luz

Os vasos de quartzo são adequados para a zona ultravioleta, enquanto os vasos de vidro comum são adequados apenas para a zona de luz visível. Se a escolha do material for errada (por exemplo, medir o espectro ultravioleta com vasos de vidro), a luz será absorvida pelo próprio material, resultando em alta absorção.

2. Uniformidade óptica

A diferença de espessura dos discos bisericos deve ser controlada dentro de ± 0,02 mm. Se as duas superfícies não são paralelas ou de espessura desigual, isso viola a suposição de "espessura uniforme da camada líquida" na Lei de Lambert, resultando em curvas padrão não lineares.

Poluição e arranhões

Impressões digitais, óleo ou desgaste podem espalhar a luz, aumentando a absorção de luz baseline. Por exemplo, ao medir baixas concentrações de íons de metais pesados, as pegadas digitais em um vaso biserico podem resultar em um aumento da absorção de 0,01, o equivalente à introdução de um erro relativo de 1%.

Propriedade da amostra e pré-tratamento

1. Condições de reação de cor

A dose de colorante, o tempo de reação, o pH e a temperatura devem ser rigorosamente controlados. Por exemplo, quando o fosfato de molybdenumo é medido, o pH deve ser controlado em 6,5-7,5, caso contrário, a estabilidade do complexo azul de molybdenumo de fosfato é pobre e a absorção muda significativamente ao longo do tempo.

2. partículas suspensas e líquidos turbulentos

Os colóides ou precipitados na solução espalham a luz (efeito Tindal), causando um aumento de absorção. Por exemplo, o líquido de filtragem do solo não filtrado pode ser altamente absorvente devido à suspensão de lama e requer pré-tratamento de centrifugação ou filtragem.

3. Escala de concentração de cores

A gama óptima de absorção é de 0,2 a 0,8 (T = 80% -15%). É necessário diluir quando as concentrações são excessivamente altas, caso contrário desvia-se da faixa offlinear (por exemplo, a acumulação de solíduos em altas concentrações resulta em uma diminuição do varepsilon). Por exemplo, a amostra deve ser diluída quando a absorção é superior a 1,5 quando a proteína é testada com o método azul brilhante de Kaumas.

V. Interferência de fatores ambientais

1. Flutuações de temperatura

A reação de coloração é principalmente um processo de emissão de calor ou absorção de calor. Por exemplo, quando o PCO é medido, a taxa de reação pode ser acelerada em 10% por cada aumento de 1 ° C, resultando em uma coloração incompleta ou um aumento das reações secundárias.

Umidade e poeira

Um ambiente de alta umidade facilita a exposição ou a absorção de poeira na superfície de componentes ópticos (como lentes, espelhos reflexos) e reduz a transmissão da luz. Por exemplo, um colorimetro que não é resistente à umidade durante a estação das chuvas pode apresentar desvios de linha de base.

3. Interferência eletromagnética

Os detectores são principalmente fotodiódodos ou fotomultiplicadores, sensíveis ao campo eletromagnético. Dispositivos de alta frequência próximos ao laboratório, como estações-base de telefones móveis, podem introduzir ruído e afetar a detecção de sinais fracos.

Calibração e manutenção de instrumentos

1. Configurações de controle em branco

O líquido vazio deve ser consistente com a matriz da amostra (por exemplo, solvente, regulador de pH). Se o líquido vazio for escolhido inadequadamente (por exemplo, substituir o líquido de referência contendo um agente colorante por água pura), a interferência de absorção de fundo pode ser introduzida. Por exemplo, para a espectrofotomia de nitratos, o líquido em branco precisa conter o mesmo volume de colorante.

Calibração Periódica

Calibre a precisão da absorção usando uma solução padrão, como 0,01 mol/L K₂Cr₂O7. Os instrumentos não calibrados por muito tempo podem causar desvios nominais > 5% devido ao envelhecimento do detector ou à diminuição da fonte de luz.

3. Correção de luz difusa

Os colorimetros de alta gama têm correção de luz difusa, mas os modelos de baixa gama precisam verificar a linha de base bloqueando o caminho óptico (deve estar perto de 0 A). Quando a luz difusa é > 2%, pode não ser possível medir com precisão as amostras de alta transmitência.

Normas operacionais e erros humanos

1. Operação de discos

Quando segurar um prato de biserico na mão, é necessário apertar a superfície do cabelo para evitar o contato dos dedos com a superfície transparente; Depois de derramar o líquido, é necessário limpar o espelho em uma única direção para evitar arranhões. Uma operação incorreta pode levar a uma diferença de absorção > 0,05.

2. Tempo de leitura

A reação de cor requer a leitura dos dados durante um período estável. Por exemplo, quando o DNS reduz o açúcar, a janela de leitura ideal é de 5 a 15 minutos após a exibição da cor, causando erros cedo ou tarde demais.

Medições repetitivas

A mesma amostra deve ser medida pelo menos três vezes para reduzir os erros aleatórios. Por exemplo, ao medir o cromo hexavalente na água, o desvio de uma única medição pode chegar a ± 3% e a média de três medições pode cair para ± 1%.

Processamento de dados e escolha de métodos

1. Escala linear da curva padrão

É necessário verificar a aplicabilidade da Lei de Lambert-Bill. Se a área de alta concentração for deslinear (por exemplo, \(R^2<0,999\)), a equação secundária ou a adaptação segmental é necessária. Por exemplo, quando o ferro é medido com a Filolina Adjacente, a concentração > 5 mg/L deve ser diluída e recondensada.

2. Redução de espaços e correção de interferência

As amostras complexas devem ser deduzidas do vazio do reagente e da interferência da matriz. Por exemplo, ao medir o metal com extração de solo, é necessário preparar simultaneamente o "vazio do reagente" e o "vazio da matriz" para eliminar a interferência da reação do colorante com os componentes do solo.