Qu’est-ce qu’un colorimètre ?
Un colorimètre est un instrument de mesure couramment utilisé pour les méthodes colorimétriques. Il mesure généralement la transmittance ou l’absorption de la lumière à une certaine longueur d’onde. On l’appelle également le spectrophotomètre.
Dans la recherche sur la qualité de l’eau, il est utilisé pour mesurer la concentration de chlore résiduel, le pH, la turbidité, l’azote résiduel et la concentration d’oxygène.
Les chercheurs s’en servent également dans la recherche scientifique pour déterminer la concentration précise des échantillons.
Utilisations des colorimètres
Dans les analyses générales de la qualité de l’eau, les colorimètres sont utilisés pour mesurer avec précision les éléments. Des réactifs spéciaux sont ensuite ajoutés à l’eau prélevée et la colorent :
- Mesure de la concentration en chlore résiduel.
- Mesure du pH.
- Mesure de la turbidité.
- Mesure de l’azote résiduel.
- Mesure de la concentration d’oxygène.
Dans les enquêtes sur la pollution atmosphérique, les concentrations d’oxyde d’azote et de dioxyde de carbone peuvent être mesurées. Il faut laver la sonde d’essai avec une certaine quantité de solution aqueuse après exposition à l’air et en effectuer ensuite un test colorimétrique sur la solution.
Dans la recherche scientifique, les colorimètres sont utilisés pour déterminer la concentration exacte de divers échantillons et pour quantifier des substances spécifiques.
Principe des colorimètres
Un colorimètre est construit en incinérant de la lumière sur un échantillon et en mesurant l’intensité de la lumière transmise à travers l’échantillon. L’intensité de la lumière transmise par la solution utilisée comme échantillon standard est mesurée à l’avance, puis l’échantillon est mesuré.
Le rapport des intensités de lumière transmise des deux est considéré comme la valeur de mesure, et le colorimètre peut être utilisé pour mesurer la transmittance, la turbidité et l’absorbance de l’échantillon.
Structure d’un colorimètre
Les spectrophotomètres, qui sont les plus utilisés de tous les colorimètres, se composent des éléments suivants :
- Une source de lumière
- Une fente
- Une lentille collectrice de lumière
- Un monochromateur
- Un porte-échantillon
- Un photodétecteur
- Des instruments de mesure
- Un PC
Pour les instruments de plus grande taille, tels que ceux utilisés dans la recherche, un logiciel d’analyse spécifique peut être utilisé.
Types de colorimètres
1. Le spectrophotomètre
Instrument permettant de mesurer le spectre d’absorption ou de réflexion d’une substance. La lumière provenant d’une source lumineuse est absorbée ou réfléchie par une substance et le spectre qui en résulte est mesuré. Cela permet d’analyser la couleur et les propriétés chimiques de la substance.
2. Le colorimètre
Instruments qui utilisent la lumière d’une longueur d’onde spécifique pour mesurer la couleur d’une substance. La couleur d’une substance est quantifiée selon qu’elle absorbe ou réfléchit la lumière.
Également appelé colorimètre, colorimètre ou appareil de mesure de la différence de couleur, il permet d’effectuer des mesures relativement simples et est souvent utilisé dans l’enseignement et le contrôle de la qualité.
3. Le colorimètre RVB
Conçus sur la base du système visuel humain, les colorimètres utilisent des capteurs dont la sensibilité est similaire à celle de l’œil humain pour mesurer la couleur d’une substance. Cela permet de calculer les principales propriétés des couleurs, telles que les valeurs RVB et les coordonnées chromatiques CIE.
4. Le colorimètre pH
Ce colorimètre utilise une solution d’essai spéciale pour mesurer le pH par la couleur développée. Certains sont capables de mesurer avec la même précision que les pH-mètres à électrode de verre. Ils sont souvent utilisés pour mesurer le pH du sol et de l’eau.
5. Le colorimètre portable
Les colorimètres portables sont des colorimètres compacts, légers et transportables. Ils sont polyvalents car ils peuvent être transportés dans de nombreux endroits différents. Leur faible coût et leur commodité les rendent idéaux pour le travail sur site.
En revanche, leur petite taille peut nuire à la précision des mesures et réduire la plage de mesure. De plus, lorsqu’ils sont utilisés à l’extérieur, la lumière ambiante est susceptible d’affecter les valeurs mesurées.
Autres informations sur les colorimètres
La loi de Lambert-Vert
Le colorimètre irradie la lumière sur l’échantillon et mesure l’intensité de la lumière transmise. L’intensité mesurée peut être calculée à l’aide de la formule de Lambert-Baer pour obtenir l’absorbance, qui est une quantité sans dimension représentant l’intensité de la lumière.
Formule de Lambert-Baer : A = – log10 (I1/I0) = ECl = εcl
- Absorbance : A
- Intensité de la lumière incidente : I0
- Intensité de la lumière transmise : I1
- Absorbance spécifique : E
- Concentration : C
- Longueur du milieu : l
- Absorbance molaire : ε
- Concentration molaire du milieu : c