Electros para medir pH

FOTOMETRAConceptosPrincipio de operacinColormetros

Campos de aplicacinLos fotmetros se emplean para determinar la concentracin de materia disuelta en aguas residuales, potables y medioambientales.El fotmetro de cloro sirve para determinar el contenido en agua tanto de cloro libre como de cloro total, por ejemplo en piscinas o baos termales.El control de la calidad del agua en la cra pisccola es un elemento imprescindible, ya sea en estanques industriales o naturales. En cualquier produccin pisccola es importante medir los parmetros de oxgeno, de pH y de nitratos. Si se tienen condiciones ptimas, se pueden evitar enfermedades y se aumenta el rendimiento.Los fotmetros se emplean tambin para medir los cianuros presentes en el agua, as como la dureza de la misma.Principio de operacinEn un amplio sentido, un fotmetro es cualquier instrumento usado para medir la intensidad de la Luz.La absorcin de la luz es un fenmeno tpico de interaccin entre la radiacin magntica y la materia. Cuando un rayo de luz atraviesa una sustancia, algo de la radiacin puede ser absorbida por los tomos, molculas o retculas de cristal.Si ocurre una absorcin pura, la fraccin de la luz absorbida depende de:La longitud de la trayectoria ptica a travs de la materia.Las caractersticas fsico-qumicas de la materia.La fraccin de la luz absorbida y las propiedades del material atravesado pueden relacionarse con la Ley Lambert-Beer.

Principio de operacinLa ley de Lambert-Beer relaciona la intensidad de luz entrante en un medio con la intensidad saliente despus de que en dicho medio se produzca absorcin. La relacin entre ambas intensidades puede expresarse a travs la siguiente relacin:

Donde I0 , I1 son las intensidades entrante y saliente respectivamente. es la absorbancia, que puede calcularse tambin como:

l es la longitud atravesada por la luz en el medio.c es la concentracin del absorbente en el medio.

Principio de operacin es el coeficiente de absorcin. es la longitud de onda de la luz absorbida.k es el coeficiente de extincin.La ley explica que hay una relacin exponencial entre la transmisin de luz a travs de una sustancia y la concentracin de la sustancia, as como tambin entre la transmisin y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa. Si conocemos l y , la concentracin de la sustancia puede ser deducida a partir de la cantidad de luz transmitida.Las unidades de c y dependen del modo en que se exprese la concentracin de la sustancia absorbente. Si la sustancia es lquida, se suele expresar como una fraccin molar.

Principio de operacinCuando una sustancia se expone a un rayo de luz de intensidad Io, parte de la radiacin es absorbida por las molculas de la sustancia y se emite una radiacin de intensidad I1 , ms baja que Io.La cantidad de radiacin absorbida la da la ley Lambert-Beer.

ColorimetraLa mayora de las substancias en el agua son incoloras y no detectables por el ojo humano. Para determinar su presencia se debe encontrar una forma de verlos. Una definicin simple de colorimetra es la medicin del color y un mtodo colorimtrico es cualquier tcnica usada para evaluar un color desconocido con referencia a un color conocido. En un ensayo colorimtrico qumico la intensidad del color producido por la reaccin debe ser proporcional a la concentracin de la substancia analizada. En los ensayos colorimtricos mas bsicos la muestra que se analiza se compara visualmente con un estndar de color conocido. Sin embargo, resultados precisos y reproducibles se limitan por la visin del analista, inconsistencias en las fuentes de luz y la disminucin del color del estndar.

ColorimetraPara evitar estas fuentes de error, se puede usar un colormetro que mide en forma fotoelctrica la cantidad de luz absorbida por una muestra coloreada con respecto a una muestra incolora (blanco). La luz blanca esta compuesta por diferentes colores o longitudes de onda de luz. Una muestra coloreada absorbe tpicamente solo un color o una banda de longitud de onda de la luz blanca. Solo una pequea diferencia puede ser medida entre la luz blanca antes y despus de pasar a travs de la muestra coloreada. La razn para esto es que un color absorbido por la muestra es solo una pequea porcin de toda la luz que pasa a travs de la muestra. Sin embargo, si pudiramos seleccionar solamente ese color o banda de longitudes de onda a las cuales el ensayo es mas sensible, veramos una gran diferencia entre la luz que pasa antes y despus de atravesar la muestra.

ColorimetraUn colormetro pasa un has de luz a travs de un filtro ptico que transmite solo un determinado color o banda de longitud de onda a un fotodetector donde es medido. La diferencia en la cantidad de luz de color transmitida por una muestra coloreada es una medida de la cantidad de luz absorbida por la muestra. En la mayora de los ensayos colorimtricos la cantidad de luz absorbida es directamente proporcional a la concentracin del factor de ensayo produciendo color y la distancia de paso a travs de la muestra.

ColorimetraLa longitud de onda que da la mayor sensibilidad para un factor de ensayo es el color complementario de la muestra. Por ejemplo el ensayo de Nitrato-Nitrgeno produce un color rosado proporcional a la concentracin de nitrato en la muestra (a mayor concentracin de nitrato, mas oscuro es el color rosado).Para analizar esta muestra se debe seleccionar una longitud de onda en la regin del verde pues la solucin roscea absorbe luz verde.

Diagrama funcional de un colormetroCOLORMETRO CON LMPARA DE TUNGSTENO

COLORMETRO CON LED

ColorimetrosUn LED (diodo emisor de luz) monocromtico emite radiacin en una nica longitud de onda, facilitando al sistema la intensidad Io. Es posible emplear una lmpara de tungsteno especial (en lugar de un LED), controlada por microprocesador para emitir la radiacin que es primero acondicionada pticamente y emitida hacia la muestra contenida en la cubeta. La distancia ptica se fija por el dimetro de la cubeta. A continuacin la luz se filtra de forma espectral a una anchura de banda espectral estrecha, para obtener un haz de luz de intensidad I1.Dado que una sustancia absorbe el color complementario al que emite, los colormetros emiten la longitud de onda apropiada para medir una muestra.

ColorimetrosUna clula fotoelctrica recoge la radiacin I1 que no es absorbida por la muestra y la convierte en corriente elctrica, produciendo un potencial en el rango de mV.Un microprocesador usa este potencial para convertir el valor de entrada en la unidad de medicin deseada y mostrarla en pantalla.El proceso de medicin se efecta en dos fases: fijar el medidor a cero y la propia medicin.La cubeta tiene un papel muy importante porque es un elemento ptico, y por esta razn requiere particular atencin. Es importante que tanto las cubetas de medicin como de calibracin (puesta a cero) sean pticamente idnticas para ofrecer las mismas condiciones de medicin.

ColormetrosTambin es necesario que la superficie de la cubeta este limpia y no este rayada, con el fin de evitar interferencias en la medicin debido a reflejos y absorcin de luz no deseados. Se recomienda no tocar las paredes de la cubeta con las manos.Adems, con el fin de mantener las mismas condiciones durante la puesta a cero y las fases de medicin, es necesario cerrar la cubeta para evitar toda contaminacin.