Нефелометрлік әдіс

Бұ л ә діс жарық тың шашырау қ ұ былысына сү йене отырып бө лшектердің пішіні мен шамасын анық тауғ а мү мкіндік береді. Бұ л ү шін қ олданылатын қ ұ ралды нефелометр деп атайды. Нефелометрдің жұ мыс істеу принципі зерттеп отырғ ан кірне, не жү згін мен қ алыпты (стандартты) кірне, не жү згіннің жарық ты шашырату қ арқ ындылығ ын салыстыруғ а негізделген. Жарық тың шашырауының қ арқ ындылығ ын Рэлей формуласымен кө рсеткен болатынбыз (30- бетті қ ара). Ол формуладан басқ а параметрлер тұ рақ ты болғ анда жарық шашырау қ арқ ындылығ ы бө лшектердің сандық концентрациясы мен олардың кө лемдерінің квадратына пропорционал екендігін кө руге болады. Ал мен V кө бейтіндісі кірненің пайыздық концентрациясына пропорционал. Сонымен кез – келген кірне ү шін барлық тұ рақ ты шамаларды біріктіріп k арқ ылы белгілеп, былай жазуғ а болады:

Бұ л ө рнек арқ ылы жарық тың шашырау қ арқ ындылығ ын ө лшеу арқ ылы екі нә рсені жү зеге асыруғ а болатынын кө рсетуге болады: зерттеп отырғ ан коллоидтық бө лшектердің пайыздық концентрациясын анық тау ү шін (егер бө лшектер шамасы ө згермей жә не зерттеп отырғ ан кірне бө лшектер стандарттық зольдің шамасымен бірдей болса) жә не зерттеп отырғ ан кірне бө лшектерінің шамасын анық тау ү шін егер пайыздық концентрация тұ рақ ты бола отырып, қ алыпты (стандартты) кірненің пайыздық концентрациясы тең болатын болса қ олданылады.

Нефелометр зерттеп отырғ ан коллоидтық ерітінділердің жарық шашырату қ арқ ындылығ ын стандарттық ерітіндідегі жарық шашырату қ арқ ындылығ ымен салыстырмалы тү рде анық тайды. Оның қ ұ рылысы 2.4 – суретте кө рсетілген.

2.4-сурет Нефелометрдің қ ұ рылысы. 1 – жарық кө зі; 2, 3 – қ озғ алғ ыш экрандар; 4, 5 – цилиндірлік кюветалар; 6, 7 – шыны цилиндрлер; 8, 9 – призмалар; 10 – окуляр

Нефелометр бірдей екі цилиндр тә різді ыдыстан тұ рады, оның біріне стандарттық ерітінді, екіншісіне зерттеп отырғ ан коллоидтық ерітінді толтырады. Ыдыстарғ а, бір жағ ынан кү шті шоғ ырланғ ан параллель сә уле тү сіріп, Фарадей-Тиндаль эффектісін байқ ауғ а болады. Ал шашырағ ан сә улелер болса, ыдыстардың жоғ арғ ы жағ ына орналасқ ан ыдыстардың оптикалық бө лігіне тү седі. Егер кірнелерге бө лшектер шамасы бірдей жә не олардың концентрациясы ә ртү рлі болатын болса, онда шашырағ ан сә уле қ арқ ындылығ ы бірдей болмайды; яғ ни окулярда жартылай шең берлердің тү стерінің ә ртү рлі – бірі қ араң ғ ылау, бірі жарық тау – болатынын кө реміз.

Жарық тың шашырау қ арқ ындылығ ы бірлік кө лемдегі бө лшектер санына, басқ аша айтқ анда кірненің концентрациясына пропорционал. Сондық тан жартылый шең берлердің жарық тылығ ы бірдей болу ү шін, оны шашыратып тұ рғ ан бө лшектер саны стандарттық жә не зерттеп отырғ ан ерітінділерде бірдей болу керек. Егер ерітінділер ә р тү рлі концентрациялы болса, тө менгі концентрациясы ерітіндінің жарық талынғ ан бө лігінің биіктігі екінші ерітіндідегі биіктіктен кө п болу керек. Ол биіктікті нефелометрдің арнаулы тетігімен реттеуге болады. Егер екі ерітіндіден шашырағ ан жарық қ арқ ындылығ ын бірдей етіп реттесек (), онда жарық тү сірілген биіктік пен ерітінділердің концентрациясы арасындағ ы байланысты былай кө рсетуге болады:

Ал стандарттық ерітіндінің концентрациясын () біле отырып, зерттеп отырғ ан ерітіндідегі бө лшектер концентрациясын былай жазуғ а болады:

Егер екі ерітінділердің концентрациясы бірдей болса, онда зерттеп отырғ ан ерітіндідегі бө лшектің кө лемін осығ ан ұ қ сас мына ө рнек бойынша, былайша табуғ а болады:

Мұ нда - деп отырғ анымыз стандарттық кірненің бө лшегінің кө лемі.

Нефелометрдегі кей-кезде жарық ты аз шашырататын заттардың концентрациясы мен кө лемін анық тау ү шін де қ олдануғ а болады. Ол ү шін кө рінетін жарық емес, ультракү лгін сә улесін қ олдану керек.