Medición de color y sus escalas de calificación

¿Cómo evaluar el color en función de la medición? ¿Cuáles son las escalas de calificación y cómo difieren? Responderemos estas preguntas en este y en el próximo artículo.

Operación y construcción del espectrofotómetro.

El instrumento de medición del color se hizo muy popular cuando quedó claro que permite determinar el color de la sustancia de prueba de manera precisa, es decir, usar números. La gran ventaja del espectrofotómetro es la velocidad de análisis y la simplicidad de la preparación de la muestra. El espectrofotómetro mide la cantidad de luz transmitida a través de la muestra que ha absorbido. El mecanismo de funcionamiento de este dispositivo se basa en la ley de Lambert-Beer, que determina la relación entre la luz absorbente y tres factores, como la concentración de la sustancia, la longitud del camino que registra la luz al pasar a través de la sustancia analizada. , y el coeficiente de extinción de la sustancia de prueba. La longitud del recorrido se conoce durante cada medición e iguala el ancho de la cubeta de medición. El espectrofotómetro consta de varios elementos:

• fuente de luz, que normalmente es una lámpara de deuterio o hidrógeno,
• monocromador, seleccionando de todo el espectro solo el flujo de radiación de la longitud de onda seleccionada, y luego transmitiendo esta luz a través de la cubeta que contiene la muestra analizada,
• cubeta de medición: un recipiente en el que se vierte la sustancia de prueba,
• detector, cuya función es convertir la radiación electromagnética en una señal eléctrica. Muy a menudo se trata de fotocélulas y fotomultiplicadores.

La medición puede comenzar después de colocar la muestra de prueba en la cubeta y luego la cubeta en el espectrofotómetro. La luz emitida desde la fuente pasa a través de un prisma o rejilla de difracción (elemento de dispersión en el monocromo). La longitud de onda seleccionada seleccionada por el monocromador se dirige a la cubeta en la que se encuentra la muestra. A continuación, la luz pasa a través del líquido analizado y cae sobre el detector, que muestra el resultado del análisis en la pantalla del dispositivo. El color de las muestras secas y los sólidos para los que se mide la luz reflejada, no la luz que pasa, se evalúa de una manera ligeramente diferente. Este método, de uso común, entre otros fabricantes de pintura y barniz, se analizará en el próximo artículo. Actualmente, los espectrofotómetros se utilizan en casi todas las empresas industriales, donde se necesita un monitoreo y análisis precisos de las diferencias de color. Los espectrofotómetros reemplazan todos los métodos de medición de color anteriores en los departamentos de control de calidad. Gracias a estos dispositivos, es posible monitorear las diferencias que ocurren para muestras individuales de diferentes lotes de producción. Vale la pena destacar que estos dispositivos se adaptan a las normativas en constante cambio con respecto al uso de colores y tecnologías.

Escalas de calificación de color

Los líquidos y los materiales de cobertura difieren significativamente. Por esta razón, las escalas de clasificación de color de sus muestras serán diferentes para líquidos transparentes y transparentes y diferentes para recubrimientos y sustancias de recubrimiento. Para calificar las muestras transparentes, usar las escalas Gardner y APHA-Hazen, así como otras, como la escala Saybolt. El color de los materiales no transparentes se puede clasificar con la escala Hunter y CIELab. La medición y clasificación del color mediante el uso de las escalas específicamente seleccionadas determinarán la calidad del producto expresada por valores numéricos. Al medir el color de la luz que pasa a través de la muestra, es posible obtener detalles sobre cada producto, incluyendo pinturas, medicamentos, productos químicos e incluso alimentos. Vale la pena señalar que, gracias al conocimiento de la escala de colores, es posible elegir las herramientas adecuadas para trabajar para medir el color.

Calificación de color de líquidos claros

Escala APHA-Hazen

El nombre de esta escala detectó las primeras letras de la Asociación Estadounidense de Salud Pública, que es la organización responsable de implementar la escala de color visual como un método para evaluar la calidad del agua. La escala APHA, también conocida como la escala Hazen, se utiliza para evaluar muestras de aceites, derivados del petróleo, así como solventes, plásticos y productos farmacéuticos. Este es un método de evaluación visual basado en los colores de los patrones líquidos de la solución de platino-cobalto. En esta escala, el valor del agua destilada es 0, y el valor de 500 ppm de solución de platino-cobalto es 500. La curva de calibración se realiza diluyendo una solución de Pt-Co (concentración: 500 ppm). Dependiendo de la muestra, el color cambia de transparente e incoloro a amarillo. Los colores del producto clasificados en la escala APHA-Hazen se pueden determinar utilizando un espectrofotómetro. En la indicación cuantitativa, se determina la traza amarillenta. Este método también puede evitarse como un indicador visual de la degradación de la muestra después de la exposición a la luz, el calor y la presencia de impurezas. Ejemplos de productos del Grupo PCC para los cuales este parámetro se mide como parte del control de calidad son: EXOplast OTE3, ROKAnol IT10, ROKAmer G5000E.

Escala de Gardner

La escala Gardner fue creada para evaluar los colores de productos transparentes de color marrón y amarillo. Con este método, se prueban sustancias como barnices, aceites, resinas y ácidos grasos. La escala Gardner permite evaluar el brillo del color de una muestra debida a los procesos que causan un cambio en la sustancia. Este cambio de color se mide y luego, en función de la medición, es posible evaluar la edad, el método de procesamiento de la sustancia o la exposición a la luz. La escala Gardner está hecha de 18 soluciones estándar. Hoy en día, este método de clasificación del color de los aceites y otras sustancias transparentes de color amarillo pardo no es popular. Se ha reemplazado por la medición del espectrofotómetro, que es precisa y conlleva un error mucho menor que la evaluación subjetiva del investigador. Usando la escala Gardner, el control de calidad se realiza para productos como ROKAdis 900, EXOdis PC950, ROKAdis PC440.

Escala Saybolt

La tercera escala para calificar el color de las muestras transparentes es la escala Saybolt. Se utiliza para determinar la calidad de los productos farmacéuticos, así como los productos de origen petroquímico, como el queroseno, los combustibles diesel, la gasolina sin teñir, las ceras de petróleo. Usando el método Saybolt, es posible calificar el color amarillo de una sustancia ligera en una escala de -16 (que significa coloración fuerte) a +30 (que significa una sustancia incolora). La evaluación visual en la escala Saybolt puede conllevar un gran error, como resultado de las diferencias en la interpretación de los colores, las condiciones de luz y el medio ambiente. Debido a la imprecisión y la ambigüedad de la calificación, este método también ha sido reemplazado por mediciones automáticas de espectrofotómetro.

Resumen

El propósito principal del análisis de color usando una escala de color es medir las impurezas presentes en la muestra. Sin embargo, el color analizado de la sustancia no es información suficiente para identificar la contaminación y evaluar la calidad del producto. El parámetro complementario es el resultado de la medición de turbidez. Algunos espectrofotómetros están equipados con elementos que permiten medir la turbidez y el color, lo que permite un control constante de la calidad de la producción. Por esta razón, los espectrofotómetros son uno de los dispositivos que se encuentran específicamente en los laboratorios de control de calidad.