Определение цветности воды — Анализ воды на цветность

Мы все время видим цвета. Как они профессионально измеряются и оцениваются? Об этом вы узнаете из статьи в нашем блоге.

Действие и строение спектрофотометра

Аппарат для измерения цвета получил большую популярность, когда оказалось, что он позволяет точно определить цвет исследуемого вещества с помощью цифр. Большим преимуществом спектрофотометра является быстрота анализа и легкость приготовления образца. Действие спектрофотометра состоит в определении количества света, которое поглощается при прохождении через образец.

Механизм действия этого прибора базируется на законе Ламберта — Бера, определяющем связь между поглощенным светом и тремя факторами, такими как концентрация вещества, длина пути света при прохождении через анализируемое вещество и коэффициент экстинкции исследуемого вещества. Длина пути во время каждого измерения известна и равна ширине измерительного лотка.

Спектрофотометр состоит из нескольких элементов:

  • источника света, которым чаще всего является дейтериевая или водородная лампа;
  • монохроматора, который выделяет из всего спектра только полосу излучения с определенной длиной волн, затем пропускает этот свет через лоток с анализируемым образцом;
  • измерительного лотка — емкости, в которую наливается исследуемое вещество;
  • детектора, роль которого состоит в преобразовании электромагнитного излучения в электрический сигнал. Чаще всего это фотоэлементы и фотоэлектронные умножители.

После помещения исследуемого образца в лоток, а затем  лотка в спектрофотометр, можно начать измерение. Свет, излучаемый источником, проходит через призму или дифракционную решетку (дисперсионный элемент монохроматора). Соответствующая длина волн, выделенная монохроматором, направляется на лоток, в котором находится образец. Затем, после прохождения через анализируемую жидкость, свет падает на детектор, благодаря которому на экране прибора показывается результат анализа.

Немного иначе оценивается цвет сухих образцов и твердых веществ, в случае которых измеряется не проходящий через них, а отражаемый ими свет. Данный метод, широко используемый производителями лакокрасочных материалов, будет представлен в следующей статье.

Сейчас спектрофотометры используются почти на каждом промышленном предприятии, на котором необходим точный мониторинг и анализ различий между цветами. Спектрофотометры заменяют в отделах контроля качества все используемые до сих пор методы измерения цветов.  Эти аппараты позволяют проводить мониторинг различий для отдельных образцов из разных производственных партий. Стоит отметить, что эти приборы приспосабливаются к постоянно меняющимся правовым регуляциям, касающимся использования цветов и технологии.

Теория Цвета

  • О цвете с самого начала
  • Музей цветовых моделей
  • Словарь теории цвета
  • Как подобрать гармоничную комбинацию цветов

Цветом можно любоваться бесконечно, но вот обсуждать тему цвета, порой бывает трудно. Дело в том, что слова, которые мы используем для описания цвета, слишком неточны и часто приводят к взаимному непониманию. Путаница происходит не только с такими техническими терминами как «яркость», «насыщенность» и «цветность», но даже с такими простейшими словами, как «светлый», «чистый», «яркий» и «тусклый». Даже специалисты ведут свои споры так до сих пор и не утвердив стандартные определения понятий.

Цвет — это феномен света, вызываемый способностью наших глаз определять различные количества отражённого и проецируемого света. Наука и технология помогла нам понять, как физиологически человеческий глаз воспринимает свет, измерить длины волн света, узнать количества несомой ими энергии. И теперь мы понимаем, насколько сложно понятие «цвет». Ниже мы рассказываем о том, как мы определяем свойства цвета.

Мы попытались составить словарь терминов и понятий. И хотя мы не претендуем на единственный авторитет в теории цвета, определения, которые вы здесь найдёте, подкрепляются другими математическими и научными аргументами. Пожалуйста, сообщите нам, если в данном словаре отсутствуют какие-либо слова и понятия, о которых вы бы хотели узнать.

Источники цветности

  • Гуминовые вещества – продукты преобразования органических веществ; влияют на открытые водоемы, особенно в паводковый период; придают воде желтые и коричневые оттенки;
  • Металлы — железо и марганец придают воде красные и черные оттенки; присутствуют в подземных и поверхностных водах или же выделяются из водопровода за счет окисления железных труб; медь – окрашивает воду от голубого цвета до сине-зеленого, вымываясь из медных труб;
  • Промышленные стоки – отходы целлюлозно-бумажных и текстильных предприятий.

Тон (Hue)

Иные переводы: цвет, краска, оттенок, тон.

Именно это слово мы имеем в виду, когда задаём вопрос «Какой это цвет?». Мы интересуемся свойством цвета, которое называется «Тон/Hue». Например, когда мы говорим о красном, жёлтом, зелёном, и синем цветах, мы имеем в виду «тон/hue». Различные тона создаются светом с различной длиной волны. Таким образом, этот аспект цвета обычно довольно легко распознать.

1.png

Контраст тонов — явно различные тона.

2.png

Контраст тона — различные оттенки, одинаковый тон (синий).

Термин «тон» описывает главную характеристику цвета, которая отличает красный цвет от жёлтого и синего. Цвет в значительной степени зависит от длины волны света излучаемого или отражаемого объектом. Например, диапазон видимого света находится между инфракрасным (длина волны ~700nm) и ультрафиолетовым (длина волны ~400nm).

family.png

На диаграмме показан цветовой спектр, отражающий эти границы видимого света, а также две цветовые группы (красная и синяя), которые называются «семействами тонов». Любой цвет, взятый из спектра можно смешать с белым, чёрным и серым, и получить цвета соответствующего семейства тонов. Обратите внимание, что в семействе тонов присутствуют цвета с различной яркостью, хроматичностью и насыщенностью.

Методы определения цветности в воде

Точное определить цветность питьевой и природной воды возможно только в лаборатории фотометрическим методом (при котором удаляют взвешенные вещества через фильтр и центрифугу).

Условия отбора пробы

Чтобы провести анализ воды на цветность, необходимо правильно собрать материал:

  • Взять чистую пластиковую тару объемом 1,5-2 л;
  • Слить воду сильным напором в течении 5-10 минут;
  • Промыть тару несколько раз без моющего средства;
  • Настроить напор тонкой струей;
  • Отобрать исходную воду;
  • Наполнить тару до краев и закрыть крышкой;
  • Доставить в пункт приема проб или лабораторию.

Важно! Нельзя осуществлять отбор проб из шлангов, контактирующих с почвой. Хранить пробу можно не более 24 часов в холодильнике или подвале.

Светлота (Luminance/Lightness)

Несмотря на то, что вместо этого слова часто употребляют слово «яркость» (brightness), мы предпочитаем использовать слово «светлота» (или «светимость»). Понятие «светлота цвета» связано с многими теми же переменными, что и яркость в смысле «value». Но в данном случае используется другая математическая формула. Если говорить кратко, вспомните цветовой круг. В нем цвета расположены по кругу с одинаковой светлотой. Добавление белого увеличивает светлоту, добавление чёрного — уменьшает.

Это измерение цвета относится к яркости (value), но отличается по своему математическому определению. Светлота цвета измеряет интенсивность потока света на единицу площади его источника. Рассчитывается она путём вычисления среднего в группе ахроматичных цветов.

Достаточно сказать, что светлота растёт от очень тёмного до очень светлого (сияющего) и может быть отображена с помощью цветового круга, который показывает все цвета (hue) с одинаковой светлотой. Если к цветовому кругу добавить немного света, мы тем самым увеличим интенсивность света и таким образом увеличим светлоту цветов. Противоположное произойдёт, если мы уменьшим свет. Сравните, как выглядят плоскости, отображающие светлоту, с плоскостями, отображающими яркость (выше).

Комплементарные, дополнительные цвета (Complementary Colors)

Когда два или несколько цветов «подходят друг к другу», их называет комплементарными, дополняющими друг друга цветами. Этот признак абсолютно субъективен, и мы готовы его обсудить и выслушать другие мнения. Более точным определением будет «если два цвета, будучи смешанными вместе, дают нейтрально-серый (краска/пигмент) или белый (свет) цвет, они называются дополняющими, комплементарными».

Также рекомендуем почитать

Определение цветности воды - Анализ воды на цветность

Железо в воде

Содержание железа в воде – распространенное явление. В допустимых приделах оно приносит пользу организму, но его избыток опасен как для сантехники, так и для человека. Появление железа в воде из скважины связано с процессами растворения горных пород.

Определение цветности воды - Анализ воды на цветность

Мутность воды

Мутность воды – это характеристика уменьшения прозрачности из-за воздействия внутренних и сторонних факторов. В мутной воде находятся твердые мелкие частицы, которые не растворяются, а оседают на дно.

Основные цвета (Primary Colors)

Определение основных цветов зависит от того, как мы собираемся воспроизводить цвет. Цвета, видимые при расщеплении солнечного света с помощью призмы, иногда называют спектральными цветами. Это красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Эту комбинацию КОЖЗГСФ часто сводят к трём цветам: красный, зелёный и сине-фиолетовый, которые являются основными цветами аддитивной системы цветов (свет). Первичными цветами субтрактивной системы цветов (краска, пигмент) являются циан, фуксин и жёлтый. Запомните, комбинация «красный, жёлтый голубой» не является комбинацией основных цветов!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: