УДК 543.08

Гармаш А.В., Козарь Т.В.

ИЗМЕРЕНИЕ ЦВЕТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИНДИКАТОРНЫХ БУМАГ С ПОМОЩЬЮ ОФИСНОГО СКАНЕРА

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

A method of reproducible measuring color characteristics of humid indicator papers using scanner has been proposed. The method has been applied to pH measuring using universal indicator paper.

Keywords: colorimetry, scanner, indicator papers.

Предложен способ воспроизводимого измерения цветовых характеристик влажных образцов индикаторных бумаг с помощью сканера. Способ применен для измерения рН с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Ключевые слова: цветометрия, сканер, индикаторные бумаги.

В последнее время для регистрации сигнала диффузного отражения в сорбционно-спектрометрических методах анализа используют электронные устройства многоцелевого назначения, такие, как офисные сканеры и цифровые фотоаппараты [1,2]. Соответствующие методики по метрологическим характеристикам во многих случаях не уступают разработанным для специализированных спектрометров диффузного отражения, выгодно отличаясь от них простотой и дешевизной оборудования, удобством работы в полевых условиях, возможностью одновременной регистрации сигнала нескольких образцов и отсутствием ограничений на их размеры. В данной работе изучена возможность применения сканера для регистрации сигнала отражения индикаторных бумаг.

Основная проблема спектрометрии диффузного отражения с использованием индикаторных бумаг состоит в сильной зависимости сигнала от влажности образца [3]. Поскольку влажность бумаги трудно контролировать, образцы перед измерением рекомендуется высушивать. Однако это, во-первых, значительно увеличивает продолжительность анализа, а, во-вторых, фактура и оптические характеристики сухой бумаги плохо воспроизводимы.

В работе предложена методика воспроизводимой регистрации сигнала диффузного отражения с использованием сканера при работе непосредственно с влажными образцами индикаторных бумаг. В офисном сканере регистрация сигнала осуществляется по трем каналам - красному (R), зеленому (G) и синему (B). Усредненные численные значения этих цветовых характеристик отсканированного образца в шкале 0-255 единиц, а также интегральной характеристики - светлоты (L), являющейся их линейной комбинацией - можно найти с помощью программы Adobe Photoshop (в работе использован сканер EPSON Perflection V 200 Photo и версия программы 7.0). Нами установлено, что для одного и того же образца индикаторной бумаги различной степени влажности наблюдается весьма строгая (с коэффициентом корреляции 0,999-0,9999) линейная корреляция между всеми этими цветовыми характеристиками, а также светлотой. Этот факт позволил разработать способ расчета цветовых характеристик индикаторных бумаг, соответствующих выбранному стандартному значению светлоты и не зависящих от влажности. Методика измерений состоит в следующем. Образец влажной бумаги помещают на планшет сканера и в течение 2-3 мин (по мере естественного высыхания бумаги) несколько раз регистрируют цветовые характеристики. По полученным данным строят линейную регрессионную зависимость цветовой характеристики (R, G или B) от светлоты L и с ее помощью рассчитывают "стандартизованное" значение цветовой характеристики R₀, G₀, B₀, соответствующее стандартному значению светлоты L₀.

Данный способ был применен для определения рН с помощью универсальной индикаторной бумаги (производство завода "Реагент", Рига). В диапазоне рН 1,5-2,5 определение проводили по синей, в диапазоне 2,5-6,5 - по красной цветовой характеристике. В каждом из этих диапазонов зависимость соответствующей стандартизованной цветовой характеристики от рН близка к линейной. Стандартное отклонение найденного значения рН составляет 0,3-0,5 ед., продолжительность анализа 3-5 мин. Предложенный способ регистрации сигнала может быть перспективен и в других тест-методиках с использованием индикаторных бумаг.

Литература

1. Ю.Л. Шишкин, С.Г. Дмитриенко, О.М. Медведева, С.А. Бадакова, Л.Н. Пяткова // Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. №2. С.119.

2. С.Г. Дмитриенко, В.В. Апяри, О.А. Свиридова, С.А. Бадакова, Ю.А. Золотов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2004. Т.45. №2. С. 131.

3. Г.Кортюм, В.Браун, Г.Герцог // Усп. физ. наук. 1965. Т. 85. Вып. 2. С.365.