光からデータへ: 測色と分光測光のテクノロジー

何ですか 測色:
Colorimetry(比色法) 単に色の測定です。 Colorimetry(比色法) 物質の既知の濃度に対する相対的な光の吸収を測定することにより、物質の濃度を決定することです。 視覚測色では、通常、自然または人工の白色光が光源として使用され、測定は通常、比色計または色比較器と呼ばれる簡単な機器を使用して行われます。 目の代わりに光電池を使用する場合、この機器は光電比色計と呼ばれます。

比色分析は、多くの物質が互いに反応して、測定対象の物質の濃度を示す色を形成するという原理に基づいています。 物質が強度 (I 0 ) のビームに曝露されると、放射線の一部が物質の分子に吸収され、強度 (I) の放射線が放射されます。 この強度の違いは比色アッセイで使用されます。

吸収される放射線の量は、ランベルト・ベールの法則によって与えられます。
A = Ɛ•l•C
Aは吸光度です
Ɛ はモル吸光係数 [L/(mol cm)]
l は経路長 (cm)
C は濃度 (mol/リットル)

分光測光法とは:
分光測光 特定の波長または特定の波長範囲内で物質の吸光度を測定することにより、物質の定性および定量分析を行う方法です。

分光測光法の基本原理:
物質は光と相互作用し、選択的に吸収する特性を持っています。 有色物質の色は、物質が光と相互作用することによって生成されます。 つまり、着色された溶液によって示される色は、溶液中の物質による光の選択的吸収によるものです。

物質が異なれば分子構造も異なるため、光の波長が異なれば吸収能力も異なります。 したがって、特徴的な構造を有する構造基は、選択吸収特性の最大実波長を有し、最大吸収ピークを形成し、独特の吸収スペクトルを形成する。

同じ物質でも含有量が異なると光の吸収が異なります。 物質が持つ固有の吸収スペクトルを利用してその存在を確認する方法（定性分析）や、物質による特定の波長の光の吸収の度合いを利用して物質の含有量を測定する方法（定量分析）です。と呼ばれる分光測光法.

ランベルト・ベールの法則は、分光測光法の定量分析の基礎となる基本原理です。 単色光（0 つの色の光）が均一な溶液を通過すると、その一部は吸収され、一部は透過します。 入射光の強度を I0、透過光の強度を I とすると、I/I0 が透過率となり、T で表されます。 透過率パーセント T% = (I/I100)xXNUMX%

研究によると、溶液による光の吸収の程度、つまり吸光度 (A) (吸光度 E または光学密度 D とも呼ばれる) と透過率 (T) には負の対数関係があることが示されています。つまり、A = – lgT

ランバートの法則: 着色された溶液の光吸収の程度 (A) は、その液体層の厚さ (光路) b に比例します。 溶液の濃度が一定の場合、溶液の液層の厚さが厚いほど、光の吸収度のＡ値は大きくなり、光の透過率は小さくなる。
つまり、A = ab

ビールの法則: 着色された溶液の光の吸収の程度 (A) は、その濃度 (光を吸収する粒子の数) C に比例します。つまり、溶液の液層の厚さが一定の場合、濃度が大きくなるほど、溶液の量が多いほど光の吸収度が大きくなり、透過率は小さくなります。
つまり、A = 交流
上記 XNUMX つの式を組み合わせると、次の式で表すことができます。 A = -lgT=abc
つまり、A = abc です。

上の式はランベルト・ベールの法則であり、単色光のビームが均一な溶液を通過するとき、単色光に対する溶液の吸光度は溶液の濃度と液体層の厚さの積に比例することを意味します。 [2-3]

Ａ＝ａｂｃにおいて、吸収係数ａは光吸収物質の感度を表す。 aの値が大きいほど感度が高くなります。 濃度の単位を物質の濃度（単位：mol/L）とすると、吸光度αはεと書くことができ、εをモル吸光度といいます。

上式から、溶液層の厚さ b と吸収係数 a が一定の場合、吸光度 A は溶液の濃度に対して直線的な関係があることがわかります。 定量分析では、まず溶液によるさまざまな波長の光の吸収（吸収スペクトル）を測定する必要があり、そこから最大吸収波長が決定され、その波長の光が光源（単色光）として使用されます。 ) 吸光度 A を測定すること、つまりラング バービールの法則が定量分析の第一条件です。

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