Метод турбидиметрии

Метод турбидиметрии основан на измерении не рассеянного света. а прошедшего через раствор, условно принимается при этом, что рассеянный свет является фиктивно поглощенным.

Метод ультрамикроскопии.

Принцип метода состоит в том, что, используя обычный оптический микроскоп, изменяют направление освещения объекта. Вместо проходящего света применяют боковое освещение мощным лучом света.

Лучи света не должны попадать в глаз и окуляр наблюдателя. При таком условии частицы дисперсной фазы кажутся светящимися точками на темном фоне, т.е. наблюдается эффект Тиндаля и частицы видны, даже если их размер много меньше разрешающей силы микроскопа.

Частицы, частично поляризуясь под действием волны падающего света, сами становятся источниками рассеянного света, причем, частицы со сферической формой имеют ровное, свечение, а частицы палочкообразной или пластинчатой формы светятся с мерцанием, так как под действием броуновского движения постоянно меняет свое положение.

Интенсивность свечения частиц при ультрамикроскопии возрастает с увеличением интенсивности падающего света и уменьшением его длины волны.

Метод ультрамикроскопии применим для любого вида дисперсных систем, независимо от агрегатного их состояния. Недостаток – в том, что объект невозможно наблюдать в динамических условиях, т.е. в движении, так как препарат должен быть высушен или заменен репликой.

Поглощение света, или абсорбция света.

Интенсивность света, прошедшего через какую-то однородную среду, всегда меньше, чем интенсивность падающего света, это объясняется явлением поглощения света, или абсорбцией света.

В общем случае поглощением света называют явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе, вызванное преобразованием энергии волны во внутреннюю энергию вещества или энергию вторичного излучения. имеющего иной спектральный состав и иное направление.

Золи с частицами,. проводящими электрический ток, т.е. золи металлов, очень сильно поглощают свет, это вызвано генерацией электрического тока в частицах и превращения его в теплоту.

Поглощение света является причиной яркой интенсивной окраски золей металлов. Причем, интенсивность окраски золей напрямую зависит от степени его дисперсности. При увеличении диаметра частицы спектр поглощения металлического золя смещается в сторону более коротких волн.

Интересно что окраска многих природных минералов и драгоценных камней обусловлена наличием в них высокодисперсных частиц металлов и их оксидов. Например, природный рубин окрашен коллоидным частицам золота и железа.

Неметаллические золи, такие, например, как берлинская лазурь, итенсивно окрашены за счет избирательной абсорбции их частиц световых волн определенной длины.

Коллоидные системы имеют определенную окраску что указывает на то, что они поглощают лишь в определенной области спектра. Золь всегда окрашен в тот цвет, который дополняет поглощенный до полного спектра. Так, если золь окрашен в синий цвет, это значит, что он поглощает в красной части спектра, если окрашен в желтый – то поглощает в синей части спектра.

При совместном действии всего видимого спектра на глаз человека возникает восприятие белого цвета, поэтому, если лучи всего видимого спектра проходят через тело, то оно кажется прозрачным, если отражаются от него – то тело нам кажется белым, а если полностью поглощаются, то тело кажется черным.

Интенсивность света, прошедшего через коллоидный раствор, всегда меньше падающего света и может быть определена по закону Бугера Ламберта- -Бера.

Закон этот примени для золей небольшой концентрации:

Jп = J₀ e^-ecl

где Jп – интенсивность прошедшего света, а J₀ падающего.

e - молярный коэффициент поглощения. с – молярная концентрация, l – толщина слоя.

Отношение Jп/J₀ носит название светопропускания раствора или относительной прозрачности раствора.

Если это уравнение привести к виду прямой, то его логарифмируя, получим:

ln(J₀/Jп)=D= ecl

где величина ln(J₀/Jп) – оптическая плотность раствора, или экстинкция D, которая прямо пропорциональна концентрации.

Если в этой формуле концентрация равна 1 моль/л, а слой раствора – 1 см, то e становится равным оптической плотности. Оптическую плотность такого раствора называют молярным коэффициентом светопоглощения.

Молярный коэффициент светопоглощения не зависит от концентрации раствора, толщины поглощающего слоя и интенсивности освещения, а зависит только от длины волны светового потока. Поэтому его значение всегда сопровождается подстрочным индексом, которым указывают длину волны, при которой он был определен: e₄₉₀.

Зависимость молярного коэффициента светопоглощения от длины волны обычно изображают графически в виде кривой, которую называют спектром поглощения.

Методами, основанными на избирательной способности различных веществ и их растворов поглощать световой поток, являются фотоколориметрия и спектрофотометрия..

Особое место среди количественных оптических методов исследования дисперсных систем занимает фотоколориметрия.

В объектах кондитерского производства этим методом определяют редуцирующие сахара, общий сахар, качество красителей. количество алкоголя, содержание клетчатки и крахмала, а также содержание некоторых тяжелых металлов. Количественной оценкой является светопропускание, светопоглощение, оптическая плотность растворов – вытяжек из готовой продукции или сырья и полупродуктов.

Спектрофотометрия – метод, основанный на явлении поглощения веществом определенного спектра электромагнитных волн (т.н. абсорбционный спектр данного вещества).Так например, для каждого вида функциональных групп или характерен свой спектр поглощения, так же и для металлов, поэтому этим методом можно исследовать как органические среды, так и золи металлов.