Тема V. Оптические свойства дисперсных систем
advertisement
Тема V. Оптические свойства дисперсных систем § 1. Общая характеристика оптических явлений в дисперсных системах преломление Преломление света происходит как на границе ДС (с окружающей ее средой), так и внутри ДС (на границе частиц ДФ и ДСр – при условии различия в показателях преломления ДФ и ДСр) I0 Iпр Iотр Iрас опалесценция (эффект Тиндаля) Iпр = I0-Iпогл-Iотр-Iрас Поглощение света ДС не зависит от размера частиц ДФ (за исключением металлозолей), и определяется только природой веществ, составляющих ДС поглощение (при любых d) d< рассеяние Iпр = I0-Iпогл-Iотр-Iрас d> d отражение Iпр = I0 exp (-k′L) k′ - коэффициент ослабления светового потока (поглощение+рассеяние и т.д.) D=lg(I0/Iпр), T = Iпр/ I0 , D = - lgT § 2. Рассеяние света. Уравнение Рэлея Область применимости уравнения Рэлея: оптически неоднородные ДС (n ≠ n0) разбавленные ДС (нет вторичного рассеяния) монодисперсные системы с частицами сферической формы частицы ДФ не проводят электрический ток и не поглощают свет (последнее должно выполняться и для вещества ДСр) 5) d ≤ 0.1 1) 2) 3) 4) Уравнение Рэлея (d < 0.1 ) Уравнение Геллера (0.1 < d < 0.3 ) § 3. Поглощение света дисперсными системами Многие ДС окрашены, что указывает на поглощение ими света. Поглощение света золями (ультрамикрогетерогенными ДС) обязательно сопровождается явлением светорассеяния. ИР: Iпр = I0 exp(- kCL) КР: Iпр = I0 exp(- k*L), k* = k + абсорбция Наиболее сильно поглощают свет золи металлов, при этом для них характерна селективность поглощения, изменяющаяся при изменении их дисперсности. С ростом дисперсности максимум поглощения смещается в стороьну более коротких длин волн. 3 4 2 5 1 d5 < d4 < d3 < d 2 < d1 § 4. Оптические методы анализа дисперсных систем 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Оптическая микроскопия Ультрамикроскопия (рассеяние света частицами ДФ) Электронная микроскопия Рентгенография Электронография Нейтронография Турбидиметрия Нефелометрия Наблюдение отдельных частиц Аналогично исследование твердых тел Только для ДС Турбидиметрия Iрас = I0 – Iпр Нефелометрия Iрас (непосредственно) Iпр Iрас = 0 I0 Истинный раствор Колориметрия – косвенный метод определения интенсивности света, поглощенного истинным раствором Iпогл = I0 - Iпр Iпр Iпогл = 0 I0 Коллоидный раствор Iрас Iрас = I0 - Iпр I0 Коллоидный раствор Iрас Турбидиметрия – косвенный метод определения интенсивности света, рассеянного коллоидным раствором Нефелометрия – прямой метод определения интенсивности света, рассеянного коллоидным раствором Точность турбидиметрического метода невелика, поскольку интенсивность светорассеяния (относительное малая величина) определяется по разности двух больших величин интенсивностей падающего и прошедшего света. Вследствие этого применение метода ограничено золями, характеризующимися сравнительно высокой мутностью
