Principles and use of instrument and technique for colorimetry

Colorimeter (वर्णमापी):- Colorimeter is used to detect colour and determine a solution’s concentration. When a wavelength is passed through a sample, some of the light gets absorbed and some passes through. The passing wavelengths of light get detected. 

(वर्णमापी का उपयोग रंग का पता लगाने और विलयन की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किया जाता है। जब एक तरंग दैर्ध्य एक नमूने के माध्यम से पारित किया जाता है, तो कुछ प्रकाश अवशोषित हो जाता है और कुछ आगे गुजर जाता है। प्रकाश की गुजरने वाली तरंग दैर्ध्य का पता लगाया जाता है।)

Principle of Colorimeter (वर्णमापी का सिद्धान्त):-

> When a beam of incident light of intensity I₀ passes through a solution, following events occur:

(जब I0 तीव्रता का आपतित प्रकाश का पुँज किसी विलयन से होकर गुजरता है, तो निम्नलिखित घटनाएँ घटित होती हैं:)

i. A part of incident light is absorbed. It is denoted by I_A

₍आपतित प्रकाश का एक भाग अवशोषित हो जाता है। इसे I_A द्वारा निरूपित किया जाता है।)

ii. Remaining incident light is transmitted. It is denoted by I_T

₍शेष आपतित प्रकाश का संचार होता है। इसे I_T द्वारा निरूपित किया जाता है।)

> The light that is not absorbed is transmitted through the solution and gives the solution its color. Note that color of the incident light should be complementary to that of color of the solution.

(जो प्रकाश अवशोषित नहीं होता है वह विलयन के माध्यम से प्रेषित होता है और विलयन को अपना रंग देता है। ध्यान दें कि आपतित प्रकाश का रंग विलयन के रंग का पूरक होना चाहिए।)

> Transmittance संचरणता (T):- The ratio of the intensity of transmitted light (I_T) to the intensity of incident light (I₀) is called transmittance (T). Photometric instruments measure transmittance. In mathematical terms,

[संचरित प्रकाश की तीव्रता (I_T) और आपतित प्रकाश की तीव्रता (I₀) के अनुपात को संचरणता (T) कहा जाता है। प्रकाशमापी उपकरण संचरणता को मापते हैं। गणितीय शब्दों में,]

T = I_T / I₀

> Absorbance अवशोषकता (A):- The absorbance (A) of the solution (at a given wavelength) is defined as equal to the logarithm of 1 / T. That is,

[दी गई तरंग दैर्ध्य पर विलयन की अवशोषकता (A) को 1 / T के लघुगणक के बराबर परिभाषित किया जाता है।]

A = log₁₀ (1 / T)

> These measurements are dependent on two important laws:

(ये माप दो महत्वपूर्ण नियमों पर आधारित हैं:-)

i. Beer’s law (बीयर का नियम):- When monochromatic light passes through a colored solution, the amount of light absorbed is directly proportional to the concentration (C) of solute in the solution.

[जब एकवर्णीय प्रकाश रंगीन विलयन से गुजरता है, तो अवशोषित प्रकाश की मात्रा सीधे विलयन में विलेय की सांद्रता (C) के समानुपाती होती है।]

ii. Lambert’s law (लैम्बर्ट का नियम):- When monochromatic light passes through a colored solution, the amount of light absorbed is directly proportional to the length (L) or thickness of the solution.

> When combining Beer-Lambert’s law,

[जब एकवर्णीय प्रकाश रंगीन विलयन से गुजरता है, तो अवशोषित प्रकाश की मात्रा सीधे विलयन की लंबाई (L) या मोटाई के समानुपाती होती है।]

A α CL

A= KCL

where - (जहाँ - )

K = Constant known as absorption coefficient

(स्थिरांक जिसे अवशोषकता गुणांक के रूप में जाना जाता है)

C = Concentration of solute in the solution

(विलयन में विलेय की सान्द्रता)

L = Length or thickness of the solution

(विलयन की लंबाई या मोटाई)

> As the path length is same (as same cuvette is used), Concentration of an unknown solution can be determined by using equation:

(चूंकि पथ की लंबाई समान है (जैसा कि एक ही क्युवेट का उपयोग किया जाता है), एक अज्ञात विलयन की सांद्रता निम्न सूत्र का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है:)

Use of instrument and technique for colorimetry (उपकरण का उपयोग व वर्णमापी की तकनीक):-

> Calibration (अशांकन):- It can be done with the help of the standard solutions of the known solute concentration that has to be determined. 

(यह ज्ञात विलेय सांद्रता वाले मानक विलयनों की सहायता से किया जा सकता है जिसे निर्धारित किया जाना है।)

> Fill the standard solutions in the cuvettes and place them in the cuvette holder of the Colorimeter.

(क्युवेट में मानक विलयन भरते हैं और उन्हें वर्णमापी के क्युवेट होल्डर में रखते हैं।)

> The electrical signals measured by the galvanometer are displayed in the digital form.

(गैल्वेनोमीटर द्वारा मापे गए विधुत संकेतों को डिजिटल रूप में प्रदर्शित किया जाता है।)

> Formula to determine substance concentration in test solution.

(परीक्षण विलयन में पदार्थ की सांद्रता निर्धारित करने का सूत्र:-)

A = KCL

K and L are constant for standard and test solutions.

(K व L मानक और परीक्षण विलयनों के लिए स्थिर होते हैं।)

AT = CT ….. (i)

AS = CS ….. (ii)

From the above two equations,

(उपरोक्त दो समीकरणों से,)

AT × CS = AS × CT

CT = (AT / AS) × CS

Where, (जहाँ,)

CT = Test solution concentration

(परीक्षण विलयन सांद्रता)

AT = Absorbance / Optical density of test solution

(परीक्षण विलयन की अवशोषकता / ऑप्टिकल घनत्व)

CS = Standard solution concentration

(मानक विलयन सांद्रता)

AS = Absorbance / Optical density of standard solution

(मानक विलयन की अवशोषकता / ऑप्टिकल घनत्व)