Hóa học Colorimetry

COLORIMETRY
So màu – Ghi nhớ
• Phép so màu là đo lường màu sắc.
• Cường độ màu liên quan đến nồng độ mẫu 
dựa trên sự hiệu chuẩn của máy. 
• Trong phép so sánh, tính nhất quán là quan 
trọng nhất. 
So màu – Nội dung
• Lý thuyết về so màu
• Máy quang phổ đọc mẫu như thế nào?
• Làm thế nào biết máy đọc chính xác?
Phép so màu là gì?
• Phép so màu là sử dụng cường độ màu sắc đo 
được để xác định lượng chất hòa tan trong 
dung dịch.
• Đo mẫu bằng máy đo màu hoặc quang phổ kế
Sử dụng quang phổ kế
• Chuyện gì xảy ra khi ta đưa giá trị về zero hay 
chọn “Read” mẫu?
Sử dụng quang phổ kế
• Hãy qua các bước cơ bản làm thế nào phân 
tích mẫu bằng quang phổ kế
Các bước phân tích mẫu
• Thu thập mẫu
• Bảo quản và chuẩn bị
• Tiến hành thí nghiệm
• Sử dụng máy- Zero và Read
• Làm thế nào biết kết quả chính xác hay không
Thu thập mẫu
• Phân tích tốt khi mẫu thu thập đúng cách
• Thu mẫu đại diện theo đúng trình tự các bước 
quy định để chuẩn bị cho việc phân tích mẫu.
Bảo quản mẫu
• Cách bảo quản mẫu nếu mẫu được lưu trữ
– Điều chỉnh pH 
– Thêm các chất bảo quản nếu cần
– Nhiệt độ lưu trữ thích hợp
Chuẩn bị mẫu
• Các kĩ thuật chuẩn bị mẫu
– Lọc
– Pha loãng
– Phá mẫu
– Chưng cất
Tiến hành thí nghiệm
• Cho mẫu vào cuvet đo
– Tráng rửa cuvet với mẫu sẽ phân tích trước khi 
cho đúng thể tích cần đo
Tiến hành thí nghiệm
• Cho thuốc thử vào mẫu và chất chỉ thị theo 
hướng dẫn
Thuốc thử
• Các loại đóng gói sẵn
– Permachem foil pouches
– AccuVac vials
– Test ‘N Tube Plus
– Test ‘N Tube
Chức năng của các thuốc thử?
Thuốc thử + mẫu
Phức màu
Thuốc thử bao gồm
• Đệm pH cho mẫu đồng nhất
• Tác nhân oxy hóa khử
• Hợp chất che các chất cản trở
• Hợp chất chỉ thị
Tiến hành thí nghiệm
• Thời gian phản ứng
– Chờ cho mẫu phản ứng với thuốc thử và tạo màu 
trong một khoảng thời gian đưa ra theo chỉ dẫn 
cho mỗi chỉ tiêu phân tích
Sử dụng thiết bị
• Đưa về Zero
– Mẫu trắng
• Cuvet chứa mẫu không có thuốc thử 
hay
– Thuốc thử trắng
• Cuvet chứa nước khử ion có cho thuốc thử
Zero thiết bị
• Lau chùi sạch bên ngoài ống thí nghiệm, đặt 
vào máy và nhấn zero 
Đọc mẫu
• Sau thời gian chờ phản ứng, lau ống thí 
nghiệm sạch, đặt vào máy và nhấn Read
Làm thế nào quang phổ kế đọc 
mẫu?
Quang phổ kế
• Đo cường độ ánh sáng đi qua mẫu có màu 
• Chuyển đổi cường độ ánh sáng đo được thành 
nồng độ 
Quang phổ kế
Trong trường hợp này, mẫu hấp thụ rất ít ánh sáng đi qua 
nó.
Mẫu có nồng độ thấp
Quang phổ kế
Trong trường hợp này, hầu hết các ánh sáng tới bị hấp thụ.
Nồng độ mẫu cao.
Quang phổ kế
• Sinh ra năng lượng ánh sáng
• Chọn một bước sóng ánh sáng thích hợp
• Truyền tia sáng qua mẫu
• Đo sự thay đổi cường độ của ánh sáng 
• Chuyển đổi sự thay đổi cường độ sáng và 
hiển thị thành nồng độ
Đèn Bộ lọc đơn sắc Thấu kính Mẫu Detector
Sơ đồ của một quang phổ kế
Nguồn sáng
• Tạo ra nguồn ánh sáng
– Đèn tungsen 
– Tạo ra ánh sáng trắng – tập hợp của tất cả ánh 
sáng màu
Bộ phận lọc màu
• Chuyển đổi ánh sáng trắng thành bước sóng 
ánh sáng đơn sắc phù hợp cho từng loại thí 
nghiệm 
– Lăng kính
– Lưới nhiễu xạ
– Đèn phát quang điốt
Đơn sắc/Bộ phận lọc màu
• Bước sóng nào là tối ưu?
– Bước sóng mà tại đó mẫu hấp thụ hầu hết ánh 
sáng 
– Màu kết hợp
Độ hấp thụ và and Complementary 
Colors
Lựa chọn bước sóng
• Làm thế nào Hach lựa chọn màu sắc tối ưu 
cho thí nghiệm?
– Chọn bước sóng mà mẫu hấp thụ tối đa ánh sáng
• Đo mẫu tại dãy bước sóng rộng 
• Xác định bước sóng có độ hấp thụ cao nhất
Cuvet chứa mẫu
• Khi bước sóng tối ưu đã được chọn, ánh sáng 
đi qua mẫu
Cuvet chứa mẫu
• Ánh sáng đi qua mẫu vì thế mẫu phải chứa 
trong cuvet sạch hoàn toàn
– Sạch bên trong – axit hay thuốc thử
– Sạch bên ngoài – vải xơ 
• Không bụi, dấu tay, trầy xước
– Thể tích mẫu phù hợp
Cuvet chứa mẫu
• Mẫu được đo bằng cách so sánh cường độ 
màu với mẫu trắng
– Phải nhất quán
• Cùng loại cuvet cho mẫu trắng và mẫu phân tích
Detector
• Detector đo đạc lượng ánh sáng bị hấp thụ bởi 
mẫu
– Chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng 
lượng điện
Bộ đọc của thiết bị
• Chương trình phần mềm tính toán nồng độ từ 
sự đo đạc của detector bằng cách sử dụng 
đường cong hiệu chuẩn
– Đường cong hiệu chuẩn chuyển độ hấp thu ánh 
sáng thành nồng độ
100
15.2
0.00
0.818
79.1 0.19
36.3 0.440
%T ABS CONC mg/L
0.00
0.10
0.83
1.55
(Absorbance = -log T)
Sample Cell Detector
Nồng độ
ABS
Làm thế nào biết kết quả đo được 
là chính xác?
Dung dịch chuẩn
• Dùng kiểm tra tính chính xác
– Để tin tưởng vào kết quả đo đúng đắn
– Tiết kiện thời gian và tiền bạc
• Ngăn ngừa loại bỏ sản phẩm hoặc tốn hao hóa chất sử 
dụng
– Chứng tỏ hoạt động của thiết bị với khách hàng 
và nhà kiểm soát
Chứng minh độ chính xác bằng 
dung dịch chuẩn
• Dung dịch chuẩn
– Kiểm định kỹ thuật và tình trạng của thiết bị 
– “Tôi có thể thí nghiệm đúng?”
Chứng minh độ chính xác bằng 
dung dịch chuẩn
• Dung dịch chuẩn bổ sung (Khẳng định)
– Tìm ra các chất cản trở hay các vấn đề khác
– “Có phải thí nghiệm tương thích với mẫu?”
Sử dụng dung dịch chuẩn thế nào?
• Theo từng bước hướng dẫn sử dụng mà Hach 
cung cấp.
Phép đo màu – Ghi nhớ
• Phép đo màu là sự đo lường màu sắc.
• Cường độ màu sắc liên quan đến nồng độ 
trong mẫu được dựa trên sự hiệu chuẩn của 
máy. 
• Trong một phép đo so sánh, tính nhất quán là 
yếu tố chính.
Các sản phẩm dùng trong phép so 
màu
Các sản phẩm dùng cho phép so 
màu
• Đĩa màu, ống và Test Strips
• Máy đo màu
– Pocket Colorimeters
– DR/800s
• Máy quang phổ
– DR/2800
– DR/5000
Đĩa, ống màu và Test Strips
• Đặc tính
– Dễ sử dụng
– Giá thành thấp
– Cầm tay
– Đĩa quay màu tăng cường sự chuẩn 
xác trên ống màu hoặc test strips
– Đĩa quay có độ phân chia nhỏ hơn 
ống hay test strip
Máy so màu – Pocket Colorimeter II
• Tính năng
– Đo một thông số
• 32 kiểu hiệu chuẩn trước
• 9 kiểu bước sóng cùng chung đặc điểm
– Bước sóng đơn, cố định, khác nhau tùy 
theo hiệu máy
– Cầm tay, hoạt động bằng pin (4-AAA)
– Đọc số và hiện thị
– Chiều dài cell mẫu cho sóng đi qua – 1 cm 
& 2.5 cm
Máy so màu – DR/800s
• DR/820, 850, & 890
– 20, 50, hay 90 thông số
– Tối đa 4 bước sóng đặc biệt
• 420, 520, 560, & 610 nm
– Cầm tay – hoạt động bằng pin (4-AA)
– Chiều dài cell – 16 mm, 1 cm, 2.2 cm
– Ghi dữ liệu – 99 điểm
– Tải dữ liệu qua RS232 cổng IR 
Máy quang phổ – DR/2800
• 240 chương trình cài sẵn để test nước và & 50 User 
programs
• Ghi dữ liệu – 500 điểm với thông tin về người sử dụng 
và nhận biết mẫu
• Thang bước sóng: 340 – 900 nm
• Nhiều kiểu cell
– 13, 16, & 2.2 mm tròn
– 10 mm & 2.2 x 2.2 cm vuông
– 50 mm chữ nhật
• Chương trình đọc mã vạch – TNT plus
• Tải dữ liệu qua cổng USB 
• Có thể cầm tay và chạy máy bằng pin sạc
Máy quang phổ – DR/2800
• Phân tích nước uống
– Arsenic*, Chlorine*, Fluoride*, Lead*, Ozone, TOC, LR độ 
màu
• Phân tích nước thải
– COD*, Nutrients (NH3
*, NO3, Total Nitrogen, PO4
*), kim 
loại khác*
• Phân tích nước công nghiệp
– ULR Tests (Silica & độ cứng)
* EPA chứng nhận phương pháp phân tích
Máy quang phổ tử ngoại khả kiến 
– DR/5000 UV/VIS
• Quét bước sóng
• Ghi dữ liệu – 2000 điểm với thông tin mẫu 
và người sử dụng
• Nhiều kiểu cell
– 13, 16, & 2.2 mm tròn
– 10 mm & 2.2 x 2.2 cm vuông
– 20 mm & 50 mm chữ nhật 
• Thang bước sóng: 190 – 1100 nm
• Chương trình đọc mã vạch – TNT plus
• Tải dữ liệu qua cổng USB
Máy quang phổ tử ngoại khả kiến 
– DR/5000 UV/VIS
• Phân tích nước uống
– Arsenic*, Chlorine*, Fluoride*, Lead*, Ozone, TOC, LR độ 
màu
– THMs & UV Nitrate
• Phân tích nước thải
– COD*, Nutrients (NH3
*, NO3, Total Nitrogen, PO4
*), kim 
loại*
• Phân tích nước công nghiệp
– ULR Tests (Silica & độ cứng)
* Denotes EPA approved methods
So màu – Ghi nhớ
• Phép so màu là đo lường màu sắc.
• Cường độ màu liên quan đến nồng độ mẫu 
dựa trên sự hiệu chuẩn của máy. 
• Trong phép so sánh, tính nhất quán là quan 
trọng nhất. 
COLORIMETRY