(A) study for chromatic parameters and pKa determination of dyes in cielab color space

Abstract

국제 조명위원회에 의해 만들어진 CIELAB 색채계는 물질의 색측정에 매우 중요하며, 또한 Chromatic Parameters와 물질의 Physico-Chemical Constants와의 관계 및 Physico-Chemical Constants가 변함에 따라 바뀌는 Chromatic Parameters가 화학적 관점에서 큰 관심이 되어지고 있다. 화학에서 물질의 색에 대한 정보는 전자파 가시광선 주위의 어떤 영역의 Band Profiles의 변화에 기초하여 파장이나 색상으로만 얻어진다. 그러나 본 연구에서처럼 액상의 물질의 색을 측정하는 경우에 더 좋은 결과를 가져오고, 기기로 측색한 결과를 표시하는데 보다 더 균일하고 통일되어 많이 사용되어지고 있는 CIELAB 표색계에서 물질의 색에 대한 정보를 알아보았다. 측정은 Spectrophotometer인 Color Eye 7000A 와 Software Propalett을 이용하였으며, 사용된 물질은 sulfonephthalein family indicators 중 Bromothymol Blue(BTB), Bromocesol Green(BCG), Bromophenol Blue(BPB) 였다. 1.0 * 10^-4 M 에서 1.0 * 10^-5 M 범위의 1.0 * 10^-5 M 간격으로 각각 제조한 BTB, BCG 용액은 농도가 증가함에 따라 L^*는 점차적으로 감소하나, C^*의 변화는 일정하지 않았다. D65광원 대신 A, CWF(2) 표준광원으로 바꾸거나 2^o 시야의 표준 관찰자로 바꾸어도 같은 결과를 나타내었다. a^*, b^* Chromatic Parameters 로 구한 Chromatic Difference 식을 이용하여 BTB, BCG, BPB 각각의 산평형상수 7.05, 4.64, 4.06을 얻었고, 이것은 indicator의 산염기형의 두 화학종이Chemical Equilibrium을 이루는 곳에서 Chromatic Equilibrium을 이루기 때문에 가능한 것으로 여겨지며, 가시광선 영역의 빛을 흡수해야 한다는 단점이 있지만 본 실험에서 구한 산평형상수 값들은 문헌과 비교하여 좋은 일치를 보였다. ; Colorimetric system based on the Commission Internationale de I Eclairage (CIE) recommendations for the color determination of a substance are increasingly important. From a chemical point of view both the search for relationships between the chromatic parameters and physico-chemical constants of a substance and the changes in the chromatic parameters of a substance with the variation of its physico-chemical constants are of great interest. Color information of a substance based on the change in band profiles of some zones of the electromagnetic spectrum was related to physico-chemical constants. In our study, Color information of a substance was investigated in chromatic space CIELAB using Color Eye 7000A and software Propalette. Three sulfonephthalein family indicators ( Bromothymol Blue(BTB), Bromocesol Green(BCG), Bromophenol Blue(BPB) ) were determined with L^*, a^*, b^*, C^*, h Chromatic Parameters . This work show the evolution of the color coordinates L^*, C^*h versus concentration, and the evolution of color on concentration dilution in C^*-L^*, h-L^* and a^*-b^* diagram. Determination of equilibrium constants for acid-base indicators by chromatic parameter values was investigated. The curves of chromatic difference versus pH intersect at a pH values agreeing with the pKa. This occurs due to the fact that a chromatic equilibrium of both species takes place at the same point which corresponds to the chemical equilibrium.