Dijital Refraktometreler - Evrensel Konsantrasyon Ölçerler
Yazan Angelo DePalma, Ph.D - Kısmi Yeniden Basım - İlk Yayın Tarihi 6 Nisan 2011, orijinali için Lab Manager'a bakınız; - Refraktometreler, kimyasalları ve malzemeleri kırılma indislerine (RI) göre ölçen ve tanımlayan cihazlardır. Bir maddenin içinden geçen ışığın hızıyla ilgili benzersiz bir özellik olan RI (Refraktif İndeks), ışığın vakumdaki hızının test malzemesindeki hızına oranı olarak tanımlanır.
Örneğin, saf suyun RI değeri 1,33'tür, yani ışık vakumdan sudan geçtiğinden 1,33 kat daha hızlı geçer.
Işık bir ortamdan diğerine geçerken yön de değiştirdiğinden, RI uygun bir şekilde bu benzersiz "kırılma açısının" bir fonksiyonu olarak ölçülür. Kısmen suya batırılmış bir çubuğun suya girerken nasıl "büküldüğünü" herkes bilir. Refraktometreler, ışığın havadan ayrılıp test nesnesine girerken oluşturduğu açıyı ölçerek RI'yi ölçer.
İşe uygun fiyatlandırma
Refraktometreler, birkaç yüz dolara mal olan el tipi ünitelerden 10.000 ila 15.000 dolar aralığındaki tam özellikli cihazlara kadar boyut ve kapasite açısından çeşitlilik gösterir. El tipi modeller "geleneksel" veya dijital tasarımlı olabilir; daha üst düzey cihazlar tezgah üstünde veya bazı sektörlerde üretim süreçlerini izlemek için hat üzerinde çalışır.
Refraktometreler işe ve analiz edilen şeyin değerine göre fiyatlandırılır. Bir kamyon şoförü etilen glikol soğutma sıvısının su içeriğini kontrol etmek için 200 dolarlık bir el tipi görsel refraktometre kullanırken, gıda, kimyasal veya farmasötik kalite testlerinde birinci sınıf bir tezgah üstü ünite kullanılabilir.
Refraktometri en çok yönlü analitik tekniklerden biridir. Işığı geçiren saf maddeler, katkı maddelerinin konsantrasyonu değiştikçe değişen benzersiz RI değerlerine sahiptir. Örneğin, suda çözünen şeker molekülleri ışığı geçirirken yavaşlattığından, şeker konsantrasyonu arttıkça RI yükselir.
"Evrensel bir konsantrasyon ölçer" olarak refraktometri, su arıtma, kimya, biyoloji, gıda, içecek, bira ve bağcılık, boyalar, yağlayıcılar, kişisel bakım ürünleri, farmasötikler ve diğer birçok endüstriye hizmet eder. Üreticiler, gelen hammaddelerin yanı sıra üretim, araştırma ve geliştirmede kullanılan karmaşık ürünleri kontrol etmek için rutin olarak RI kullanmaktadır.
Sürekli kullanılan refraktometrelerin bakımı, öncelikle prizmanın temizlenmesi yoluyla yapılmalıdır. Bu işlem her testten sonra yapılmazsa, bir önceki çalışmadan kalan sıvı buharlaşarak çözünen maddeyi prizma üzerinde bırakır ve bir sonraki ölçümü bozar. Rudolph Research Analytical (Hackettstown, NJ) satış ve pazarlama direktörü Richard Spanier, "Numuneler arasındaki çapraz kontaminasyon bir başka hata kaynağıdır" diyor. Rudolph Research, 10.000 ila 14.000 $ aralığında fiyatlandırılan tezgah üstü refraktometrelerde uzmanlaşmıştır.
Alkol gibi uçucu sıvılar buharlaşarak konsantrasyonu bozar, gliserol gibi hidroskopik sıvılar ise su alırsa seyrelebilir. Spanier, RI sıcaklığın bir fonksiyonu olduğu için "Ayrıca numune boyunca sıcaklık gradyanı olmadığından emin olmak istersiniz." diye uyarıyor.
Detaylı analiz yok
Spektroskopinin aksine, RI belirli bir bileşen için tanı koyucu veya kesin değildir; şekerli su çözeltisi tuzlu su çözeltisiyle aynı RI değerine sahip olabilir (farklı konsantrasyonlarda olsa da). RI en uygun şekilde analizler bilindiğinde veya bitmiş bir ürünün RI değeri önceden belirlendiğinde uygulanır.
Analistler refraktometriyi bir ürünün spesifikasyonlar dahilinde olup olmadığını belirlemek için bir kalite aracı veya ekran olarak görürler. Spesifikasyon dışı bir RI sergileyen partiler, prosesin nerede yanlış gittiğini araştırmak için HPLC gibi daha hassas tekniklerle daha fazla test edilebilir. Ya da refraktometri, bir ürün hakkında daha derin bilgi sağlamak için dansitometri veya polarimetri gibi diğer fiziksel yöntemlerle birleştirilebilir.
Örneğin, bir elma suyu veya akçaağaç şurubu üreticisi, RI belirli sınırlar içindeyse, her bileşeni ölçmek zorunda kalmadan ürününün satışa uygun olduğunu bilir. Üretici daha karmaşık analizlere yalnızca ara sıra ya da RI spesifikasyonların dışına çıktığında başvurur.
Atago U.S.A. (Bellevue, WA) teknik uzmanı Noah Radford'un belirttiği gibi, "HPLC'nin aksine, RI ayrıntılı bir analiz değil, hızlı tanımlama sağlar."
Nelere dikkat etmeli
Spanier, "Refraktometrinin büyük kullanıcıları için performans önemli bir faktördür çünkü bu, her gün kullandıkları bir araçtır" diyor. "Fiyata göre satın alan insanlar muhtemelen ilk kez satın alanlardır." Ardından, üreticinin itibarının bir refraktometre seçiminde belki de en önemli faktör olduğunu söylüyor. "Eğer bir cihaz on beş yıl boyunca laboratuvarımda duracaksa, kaliteli olmasını isterim."
Noah Radford, kullanıcıların ölçmek istedikleri şeyin bileşimini ve değerini, gereken ölçüm doğruluğunu ve yanlış bir analizin maliyetini dikkatle değerlendirmeleri gerektiğini söylüyor. "Ayrıca test ortamını, sıcaklık ve nem koşullarını ve kontrollü bir laboratuvar ortamında mı yoksa bir üretim alanında mı ölçüm yaptığınızı da göz önünde bulundurun."
Angelo DePalma organik kimya alanında doktora derecesine sahiptir ve ilaç endüstrisinde çalışmıştır. Kendisine angelo@adepalma.com adresinden ulaşabilirsiniz.
PDF dosyasını indirin