§ 1. Общая характеристика оптических явлений в дисперсных системах

Тема V. Оптические свойства дисперсных систем

I0 Iпр

Iотр

Iрас

преломление

опалесценция (эффект Тиндаля)

Iпр = I0-Iпогл-Iотр-Iрас

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)

d

поглощение (при любых d)

k′ - коэффициент ослабления светового потока (поглощение+рассеяние и т.д.)

Iпр = I0-Iпогл-Iотр-Iрас

Поглощение света ДС не зависит от размера частиц ДФ (за исключением металлозолей), и определяется только природой веществ, составляющих ДС

d > d < рассеяние отражение

Iпр = I0 exp (-k′L)

D=lg(I0/Iпр), T = Iпр/ I0 , D = - lgT

§ 2. Рассеяние света. Уравнение Рэлея

Область применимости уравнения Рэлея:

1)оптически неоднородные ДС (n ≠ n0)2)разбавленные ДС (нет вторичного рассеяния)3)монодисперсные системы с частицами сферической формы4)частицы ДФ не проводят электрический ток и не поглощают свет (последнее должно выполняться и для вещества ДСр)5)d ≤ 0.1

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 +

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.

абсорбция

5

4

3

2

1d5 < d4 < d3 < d2 < d1

§ 4. Оптические методы анализа дисперсных систем

1) Оптическая микроскопия2) Ультрамикроскопия (рассеяние света частицами ДФ)3) Электронная микроскопия4) Рентгенография5) Электронография6) Нейтронография7) Турбидиметрия8) Нефелометрия

Наблюдение отдельных частиц

Аналогично исследование твердых тел

Только для ДС

Турбидиметрия Iрас = I0 – Iпр

Нефелометрия Iрас (непосредственно)

Колориметрия – косвенный метод определения интенсивности света, поглощенного истинным раствором

Истинный раствор

Iпр I0Iрас = 0

Iпогл = I0 - Iпр

Коллоидный раствор

Iпр I0

Iпогл = 0

Iрас = I0 - Iпр

Турбидиметрия – косвенный метод определения интенсивности света, рассеянного коллоидным раствором

Iрас

Коллоидный раствор

I0Нефелометрия – прямой метод определения интенсивности света, рассеянного коллоидным раствором

Iрас

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