رنگسنجی روش تجزیه ای برای شناسایی و اندازه گیری آنالیتهای مختلف در نمونه های متنوع است. در روشهای رنگ سنجی آنالیت یا گونه ای که هدف شناسایی یا اندازه گیری آن است به صورت محلول در آورده شده و با واکنشگرهای مناسب و خاص به شکل رنگی تبدیل می شود. هرچقدر رنگ ایجاد شده شدت بیشتری داشته باشد، یعنی محلول حاصل بعد از افزایش واکنشگر، پررنگ تر باشد، غلظت ماده آنالیت در آن بیشتر است. شدت رنگ این محلول مجهول با شدت رنگ یک محلول استاندارد با غلظت مشخص مقایسه شده و مقدار ماده مورد اندازه گیری با استفاده از عمل تناسب برآورد می شود. عمل رنگ سنجی به صورت چشمی توسط مقایسه رنگ محلول مجهول با مقیاس رنگهای ایجاد شده در یک سری محلول استاندارد با غلظتهای مشخص و متفاوت، انجام می شود.
روش های رنگ سنجی چشمی
ساده ترین روش رنگسنجی، تطبیق رنگ محلول مجهول یک آنالیت با یک سری از محلولهای استاندارد رنگی از همان آنالیت است. در این روش، ابتدا توسط یک واکنشگر مناسب، محلول رنگی از آنالیت مورد اندازه گیری تهیه می شود. به همین ترتیب، محلول های رنگی دیگری (استانداردها) از آنالیت، که غلظت آنها معلوم است و در گستره معینی قرار دارد، تهیه می شود. سپس، محلول مجهول و محلول های رنگی استاندارد در لوله های مخصوص به نام لوله های نسلر، ریخته شده و در کنار هم از بالا با چشم مورد مشاهده و مقایسه قرار می گیرند. لوله های نسلر، لوله های آزمایش بزرگ، یکنواخت و ته پهن هستند که در حدود ۳۰ سانتیمتر طول و ۲/۵ سانتیمتر قطر دارند. غلظت تقریبی محلول مجهول توسط تطبیق رنگ آن با محلول استانداردی که نزدیک ترین رنگ را به آن دارد، برآورد می شود.
اگرچه رنگ سنجی چشمی به طور روزمره برای اندازه گیری برخی از آنالیت ها در صنعت، نمونه های آب و در نمونه های زیستی در آزمایشگاههای تشخیص طبی، به صورت کیت، استفاده می شود، ولی دقت زیادی ندارد، زیرا چشم نسبت به تغییر جزئی در رنگ، به اندازه یک وسیله فتوالکتریک حساس نیست. دستگاه رنگ سنج، روش ظریف تر و دقیق تری برای مقایسه رنگ ارائه می دهد. این دستگاه مجهز به یک چشمی با میدان دید مناسب است که مقایسه پرتوهای عبور کرده از داخل محلول نمونه و محلول های استاندارد را آسان و امکان پذیر می کند.
روش های نورسنجی
نورسنجها برای بسیاری از اندازه گیریهای معمولی که طیف های پیچیده ندارند، مناسب هستند. طیف نورسنجها یا اسپکتروفتومترها دستگاههای مجهزتری هستند که در آنها برای تفکیک طول موجها از تکفامساز دارای منشوری یا شبکه پراش، استفاده می شود. با استفاده از طیف نورسنجها می توان نوار باریکی از تابش را فراهم کرد و طیف جذبی را در ناحی فرابنفش- مرئی به طور دقیق بررسی کرد. رنگ سنجی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر نیز انجام می شود.
انتخاب طول موج: وقتی که یک نورسنج، برای رسم نمودار تجزیه ای یک ماده مجهول به کار می رود، باید از یک صافی مناسب استفاده شود. اگر طیف جذبی یک ماده توسط یک طیف نورسنج رسم می شود، باید طول موج مناسبی انتخاب شود. به طور کلی، برای دسترسی به حساسیت بیشتر، طول موجی در اطراف λmax انتخاب می شود. ولی طول موج انتخاب شده باید در ناحیه ای باشد که با تغییری در طول موج، میزان جذب به سرعت تغییر کند.
رنگسنج وسیله اندازه گیری است که می تواند مقدار نور و یا طیف عبوری از محلولها را با مقدار طیفی نوری که می تواند از میان یک نمونه خالص از آن محلول عبور کند را مقایسه کند. رنگ سنجها معمولاً شامل یک فتوسل هستند که می توانند میزان طیف نور عبوری از محلول مورد آزمایش را اندازه گیری کند. اولین دستگاه رنگ سنج در سال ۱۹۳۰ اختراع شد و در واقع می توان گفت که رنگ سنجها نوع ساده شده دستگاه نورسنج یا فتومتر است. طرح واره ای از اجزای تشکیل دهنده یک رنگسنج در شکل ۱ نشان داده شده است. رنگسنجها شامل انواع گوناگونی هستند که توسط شرکتهای مختلف ساخته می شود.
شکل ۱- اجزای و نحوه قرار گرفتن آنها در یک دستگاه رنگ سنج.
چند مدل دستگاه رنگ سنج به طور تجاری در بازار وجود دارد که همه آنها تعیین نوع و اندازه گیری غلظت مواد در محلول ها به کار می روند. نوع بسیار ساده این دستگاه کیت آزمایش شیمیایی است که شامل محلول واکنشگر و یک جدول رنگ بندی شده است، که مقدار غلظت مواد محلول از روی آن خوانده می شود. روش استفاده از کیت های آزمایش محلول مانند رنگ سنجهای پرتابل است، با این تفاوت که میزان غلظت با توجه به تغییر رنگ حاصل و تطبیق آن با جدول به صورت چشمی و در نهایت پیدا کردن غلظت محلول است. خطا در این روش بیشتر از سایر روشهای رنگ سنجی است و می توان در حالت چک کردن میزان مواد محلول مانند اندازه گیری میزان کلر محلول در آب استخر استفاده کرد.
نوع دیگر، رنگ سنجهای دیجیتال شامل دستگاهی بسیار کوچک است، که می توان نمونه محلول را در آن قرار داد و با یک نمایشگر کوچک و ساده مقدار غلظت ماده محلول مورد نظر را از روی نمایشگر این دستگاه خواند. روش کار این دستگاه مشابه با سایر رنگ سنجها بوده به صورتی که ابتدا محلول نمونه به صورتی که موجود است، در دستگاه قرار داده و شدت رنگ آن توسط دستگاه ثبت می شود. سپس به این محلول مقداری از واکنشگر یا معرف مناسب اضافه کرده و پس از آنکه خوب با یکدیگر مخلوط شده و تغییر رنگ در محلول مشاهده شد، شدت رنگ آن توسط رنگ سنج ثبت شده و مقدار غلظت برحسب ppm توسط دستگاه نمایش داده می شود. این مدل دستگاه کوچک، سبک، قابل حمل و ارزان بوده و دقت اندازه گیری بهتری نسبت به کیت های آزمایش شیمیای دارند.
منبع: کتاب اسپکتروسکوپی تجزیه ای ۲، تألیف دکتر محمود پایه قدر، انتشارات سرافراز
استفاده از مطالب با ذکر منبع بلامانع است