वर्णमापी का सिद्धान्त (Theory of Colorimeter)
वर्णमापी विश्लेषण एक विशेष प्रकार की सामान्य प्रकाशमापी रासायनिक विश्लेषण (Photo metric chemical analysis) की स्थिति है। यह विश्लेषण प्रकाश की मात्रा पर आधारित होता है जो कि रंगीन घोल के द्वारा शोषित किया जाता है। इस विधि द्वारा पदार्थ की सूक्ष्म मात्रा को निर्धारित किया जा सकता है।
जब प्रकाश एक वर्णिक (Monochromatic) या विषमांगी (Heterogenous) या एक समांगी (Homogenous) माध्यम में गिरता है, अनुवर्ती प्रकाश का एक भाग प्रतिबिम्बित (Reflected) होता है तथा कुछ भाग माध्यम में शोषित हो जाता है। शेष भाग संवाहित हो जाता है। यदि अनुवर्ती (Incident) प्रकाश की तीव्रता को I0 से, शोषित प्रकाश की तीव्रता को Ia से, संवाहित प्रकाश को It से तथा परावर्तित प्रकाश को lt से दर्शाया जाता है तब -
l0=la+lt+lt
माध्यम
की मोटाई के अनुसार प्रकाश के शोषण में परिवर्तन की खोज लैम्बर्ट (Lambert) ने किया और उन्होंने एक नियम बनाया, जिसे लैम्बर्ट
नियम कहते हैं।
जिसके
अनुसार, “जब एक वर्णीय-प्रकाश (Mono chromatic light) एक पारदर्शक माध्यम में संवाहित होता है तब माध्यम की मोटाई के साथ तीव्रता की
दर में कमी, प्रकाश की तीव्रता के अनुपात में होती है।" गणना की दृष्टि से जब शोषित माध्यम की मोटाई। में
वृद्धि होती है तब उत्सर्जनीय (Emitted) प्रकाश
की तीव्रता घातीय रूप से कम होती है या दी गई माध्यम की कोई भी स्तर के ऊपर आवर्ती
प्रकाश का कुछ अंश शोषित करती है।
वर्णमापी के प्रकार (Types of Colorimeter)
वर्णमापी
को दो वर्गों में बाँटा जाता है — (i) एक सेल उपकरण (One
cell instrument) तथा (ii) दो सेल उपकरण (Two cell instrument)।
(i) एक सेल
उपकरण (One
cell instrument) - इस तरह
के उपकरण में प्रकाश स्रोत (Light source), एक
प्रकाश फिल्टर (Light
filter), बोल के
लिए एक पात्र, अवरोधक स्तरीय प्रकाश सेल तथा प्रकाश सेल (Photo-cell) के प्रभाव को मापने का साधन या उपकरण होते हैं। इस
प्रकार के उपकरण में तीन प्रारूपी रूप होते हैं
(a) 'ईल'
प्रकाश विद्युतीय वर्णमापी ('Eal' Photoelectric colorimeter) – इस उपकरण में 2-2 वोल्ट के पी. लैम्प से प्रकाश प्राप्त किया जाता है। प्रकाश
की मात्रा के नियन्त्रण के लिए एक शटर (Shutter) होता है। 8 फिल्टर तथा 7ml. क्षमता
वाली टेस्ट ट्यूब उपयोग की जाती है। उपकरण में स्केल लघुगणकीय होता है।
(b) मोनोक्रोमैटिक
वर्णमापी (Monochromatic
colorimeter) - इसमें
प्रकाश लोत 6 वोल्ट 32 कृ. लैम्प होता है जो कि स्थिर वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर के
द्वारा संचालित होता है।
(c) प्रकाश
विद्युतीय वर्णमापी (Photo-electric colorimeter) - इसमें भी प्रकाश स्रोत मोनोक्रोमैटिक वर्णमापी की तरह का होता है। प्रकाश एक
शटर द्वारा नियन्त्रित होती है जो कि दो अपरिष्कृत एवं उत्कृष्ट नियन्त्रण के
द्वारा संचालित होता है।
(ii) दो सेल
उपकरण (Two
cell instrument) – एक सेल
उपकरण में प्रकाश स्रोत के लिए संचालित विद्युत् धारा की संभावित विभिन्नता को
ध्यान में रखते हुए दो सेल परिपथ (Two call circuit) की शुरुआत को गई। दो प्रकाशीम सेल का चयन स्पेक्ट्रम
विश्लेषण के आधार पर किया जाता है और इनको जितना हो सके समरूप रखा जा सके तो अच्छा
होता है। इस तरह के उपकरण के उदाहरण -
(a) हिल्गर
स्पेक्टर अवशोषणीय मीटर (Hilger spekker absortiometer),
(b) कोलेमन
वर्णमापी (Coleman
colorimeter) आदि
हैं।