Determinarea concentratiei unei solutii colorate cu ajutorul colorimetrului Duboscq

Principiul metodei

Colorimetria se ocupa cu compararea si egalarea intensitatii luminoase a doua fascicole de lumina dupa trecerea prin doua solutii colorate, de aceeasi natura, dar de concentratii diferite.

Se lasa sa treaca doua fascicule de lumina de aceeasi intensitate initiala I₀ prin doua solutii de aceeasi natura, de concentratii diferite, c₁ si c₂.

Variind lungimile x₁ si x₂ parcurse de lumina in cele doua solutii se realizeaza egalarea intensitatilor luminoase la iesire, deci, se obtine aceeasi extinctie in ambele cazuri.

Legea lui Lambert-Beer, se scrie pentru cele doua solutii:

E₁=e.c₁x_x

E₂=e.c₂x₂

si cum E₁ = E₂ rezulta: c₁x₁ = c₂x₂ si c₂=

Daca concentratia c₁ este cunoscuta si concentratia c₂ necunoscuta, masurand lungimile x₁ si x₂ se poate calcula concentratia c₂. Deoarece se vor determina concentratiile unei serii etalon, in general notam cu c₀ concentratia cunoscuta si respectiv cu x₀ grosimea stratului acestuia, iar cu c_n concentratiile necunoscute si cu x_n grosimile corespunzatoare de solutie. Astfel, relatia devine:

c_n=

Descrierea aparatului

Colorimetrul Duboscq se compune din urmatoarele parti principale: un suport metalic vbertical, un ocular O_c, la partea superioara a suportului prin care se observa un camp circular impartit in doua; doua baghete cilindrice P₁ si P₂ din sticla de lungimi egale si cu fetele terminale plan-paralele; doua cuve cilindrice din sticla cu fundul plan-paralel C₁ si C₂, asezate pe cate un suport circular; doua rozete laterale prin manevrarea carora se deplaseaza pe vertical suporturile circulare cu cuve; doua rigle divizate in milimetri, legate solidat de suporturile circulare, fiecare cu cate un vernier; un sistem de iluminare, instalat in talpa suportului; un set de filtre, montate in ocular.

Tehnica de lucru

1.Punerea la punct a aparatului

Se spala bine cele doua vase de sticla, se sterg si se aseaza pe suporti separati in aparat. Se ridica suportii, cu ajutorul rozelor, pana ce partile inferioare ale vaselor ating cilindri de sticla. In aceasta pozitie trebuie sa fie indicata diviziunea zero pe cele doua rigle. In caz contrar, se va nota grosimea respectiva, care se va considera drept pozitie de zero. Pentru pozitia zero se verifica apoi si egalitatea iluminarii celor doua campuri vizuale. Daca nu sunt egal luminate, se modifica pozitia becului pana este indeplinita aceasta conditie.

2.Determinarea concentratiei necunoscute

Se introduce in una din cuve solutia de concentratie cunoscuta, iar in cealalta solutia necunoscuta (vasele nu se vor umple de tot pentru ca, la scufundarea baghetelor, solutia sa nu depaseasca marginile vasului).

Se aseaza paharele pe suport; se alege filtrul potrivit si prin reglarea ocularului se obtine o imagine clara a celor doua campuri. Se aduce zero al vernierului corespunzator solutiei etalon in dreptul unei diviziuni a riglei gradate (de ex. 5), valoarea care exprima grosimea stratului de solutie prin care trece lumina x₀. Se manevreaza apoi rozeta corespunzatoare solutiei neciunoacute pana pana cand cele doua jumatati de camp apar egal iluminate, deci extinctiile date de cele doua solutii sunt egale. Se citeste diviziunea de pe rigla x_n.

Concentratia necunocuta se determina pe baza relatiei c_n=, tinand cont de pozitia zero stabilita initial.

Avand in vedere ca metoda de apreciere a iluminarilor este subiectiva, posibilitatea de eroare este mai mare, si de aceea se impun mai multe determinari pentru fiecare solutie. De exemplu, zero al vernierului, corespunzator solutiei etalon, se fixeaza pe diviziunile 5, 10, 15, 20 etc., si se citesc pozitiile corespunzatoare pentru solutia de concentratie necunoscuta. Pentru fiecare pereche de valori se calculeaza un c_n, iar la urma valoarea medie.

Tabel pentru rezultate: