Die erstaunliche Welt der Farbtechnologie: Absorption, Lichtdurchlässigkeit und das Beer-Lambert-Gesetz

Die Farbtechnologie ist zu einem wichtigen Instrument in der wissenschaftlichen Forschung und vielen industriellen Anwendungen geworden. Spektralphotometer quantifizieren die Daten, die benötigt werden, um bestimmte Eigenschaften in verschiedenen Verbindungen zu identifizieren. Bildquelle: Flickr-Benutzer Nelson Alexandre Rocha

Die Farbtechnologie hat die Tür zu vielen neuen Möglichkeiten in der Welt der Wissenschaft und Entdeckung geöffnet. Genau wie bei den Newtonschen Bewegungsgesetzen gibt es bestimmte Gesetze, die sich auf die Lichtabsorption und Farbkonzentration verschiedener Verbindungen beziehen. Diese Informationen können eine Fülle von Daten über bestimmte chemische Eigenschaften liefern. Spektralphotometer sind wichtige Werkzeuge in der Farbtechnologie, die Lichtwellenlängen messen und diese Daten für eine Vielzahl von wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen berechnen können.

Verständnis der Absorptions- und Transmissionsmessung

Jede chemische Verbindung absorbiert, überträgt oder reflektiert Licht mit einer bestimmten Wellenlänge. Spektralphotometer messen, wie eine chemische Substanz Licht absorbiert oder durchlässt, und quantifizieren, wie viel von diesem Licht durch eine Probe durchgelassen wird. Diese Daten können auf der Grundlage der Wellenlängenmessung in verschiedene Kategorien eingeteilt werden, die die für jede spezifische Anwendung erforderlichen Geräte bestimmen.

• UV-VIS-Spektrophotometer messen Lichtwellenlängen im ultravioletten und sichtbaren Bereich:
  • ultravioletter Bereich (185-400nm)
  • sichtbarer Bereich (400-700nm)
• IR-Spektrophotometer messen Licht im Infrarotbereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums:
  • Infrarotbereich (700-15000nm)

Viele farbtechnische Anwendungen können im UV/VIS-Spektralbereich durchgeführt werden und folgen einer grundlegenden Formel zur Messung der Absorptions- und Transmissionswerte einer Probenlösung. Mit spektralphotometrischen Messgeräten lassen sich spezifische Prinzipien und Formeln in zahlreichen Bereichen von Wissenschaft und Industrie anwenden, darunter Chemie, Physik, Biochemie, Material- und Verfahrenstechnik sowie klinische Anwendungen.1

Spektralphotometrische Geräte messen Absorptions- und Transmissionswellenlängen und berechnen diese Daten in Prozentwerte, um bestimmte Verbindungen und ihre Eigenschaften zu identifizieren und zu quantifizieren. Bildquelle: Flickr-Benutzer hobvias sudoneighm

Das Beer-Lambert-Gesetz

Um die Beziehung zwischen Absorptions- und Transmissionsdaten zu verstehen, muss man das Beer-Lambert-Gesetz anwenden, eine spezielle Formel, die einen Prozentwert für die Lichtdurchlässigkeit angibt. Beim Durchgang von Licht durch eine Probe findet ein gewisses Maß an Absorption statt, und die Strahlung, die durch die Probe gelangt, kann als Strahlungsleistung P0 gemessen werden. Die Menge der absorbierten Strahlung kann auf verschiedene Weise mit Hilfe der Spektralphotometrie gemessen werden2, wie unten dargestellt:

Transmissionsgrad: T = P / P

% Transmissionsgrad: %T = 100 T

Absorption:

A = log10 P / P

A = log10 1 / T

A = log10 100 / %T

A = 2 - log10 %T

Die letzte Gleichung, A = 2 - log10 %T, wird am häufigsten verwendet, da sie eine einfache Berechnung der Absorption aus den Daten der prozentualen Durchlässigkeit ermöglicht. Diese Daten können dann verwendet werden, um die Eigenschaften einer bestimmten Verbindung zu unterscheiden. Anwendungen in der Lebensmittelwissenschaft, der klinischen Medizin, der Pharmazie und der chemischen Industrie nutzen alle diese Farbtechnologieformel, um bestimmte Verbindungen zu klassifizieren, Daten für die Wiederholbarkeit zu quantifizieren, Veränderungen zu erkennen und die Reinheit von Verbindungen für Sicherheit und Konsistenz zu messen.

Fortgeschrittene spektrophotometrische Technologie

Die Farbtechnologie und die Spektralphotometrie haben seit den frühen 1940er Jahren viele Fortschritte gemacht.3 Die heutigen Spektralphotometer sind in einer breiten Palette von Optionen erhältlich, die speziell auf die Bedürfnisse und Vorschriften der Industrie zugeschnitten sind. Zu diesen Optionen gehören Messgeräte für die Inline-Produktion sowie tragbare oder Tischmodelle. Die Fähigkeit, Materialien schnell und wiederholt auf Qualität, Konsistenz und Sicherheit zu prüfen, macht Spektralphotometer zu einer idealen Wahl unter den Farbmessgeräten. Das robuste und effiziente Design ermöglicht zahlreiche Anwendungen in der Produktion, im Labor und im Außendienst.

Es gibt viele Anwendungen der Farbtechnologie in der heutigen Industrie und Fertigung. Spektralphotometer sind ein vielseitiges Hilfsmittel für das Produktionsmanagement, die Qualitätskontrolle und die Produktsicherheit. Bildquelle: Lindsay Turner

HunterLab ist ein führender Name in der Spektralphotometrie und verfügt über mehr als 60 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Farbtechnologie. Unsere Messgeräte wurden entwickelt, um den spezifischen Anforderungen jeder einzelnen Anwendung gerecht zu werden, und unsere Spektralphotometer bieten äußerst vielseitige und maßgeschneiderte Einsatzmöglichkeiten. Wenn Sie mehr über farbtechnische Anwendungen und Geräte erfahren möchten, nehmen Sie bitte noch heute Kontakt mit HunterLab auf.