химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

вета рассеивается под углом в О ц 180° к лучу, падающему на частицу. Если частицы сравнительно велики (но все же меньше длины световой волны), максимальное количество света рассеивается в направлении падающего луча (вперед). Кроме того, рассеянный свет обычно поляризован. При этом для малых частиц свет, рассеянный под углом -в 0 и 180°, не поляризован вовсе, а свет, рассеянный под углом 90°, поляризован полностью; для крупных частиц максимальная поляризация наблюдается при угле, отличном от 90°.

Картину рассеяния света удобно представлять в виде векторной диаграммы, предложенной Ми. Для получения такой диаграмме интенсивность неполяризованного и поляризованного света, выраженную в каких-либо единицах, откладывают в виде радиусов — векторов во всех направлениях от точки, изображающей частицу, и концы векторов соединяют непрерывной линией. Диаграммы Ми, характеризующие рассеяние света весьма малой и сравнительно крупной частицей, изображены на рис. II, 1 (стрелкой показано направление падающего на частицу света). Внешние

кривые на диаграммах соединяют концы радиусов — векторов, отвечающих общей интенсивности рассеянного света; внутренние кривые ограничивают отрезки векторов, соответствующие интенсивности неполяризованного света. Таким образом, внешняя, заштрихованная часть диаграммы представляет собою поляризованную часть рассеянного света, а внутреняя, незаштрихованная — неполяризованную часть света. Приведенные диаграммы относятся

к рассеянию света сферическими частицами. "Позднее Ганс подробно рассмотрел явление рассеяния света несферическими частицами.

Для сферических частиц, не проводящих электрического тока, малых по сравнению с длиной волны падающего света и отстоящих друг от друга на достаточно большом расстоянии (разбавленная система), Рэлея вывел следующее уравнение, связывающее интенсивность падающего света /о с интенсивностью света, рассеянного единицей объема системы /р:

Й1 — Пл | W

где rii и щ — показатели преломления дисперсной фазы- и дисперсионной среды; v — численная концентрация *; v — объем одной частицы; X — длина световой волны

Уравнение Рэлея применимо для частиц, размер которых составляет не более 0,1 длины световой волны, т. е. для частиц не больше 40—70 нм. Для частиц большего размера /р изменяется обратно пропорционально не четвертый, а меньшей степени %. Это, конечно, способствует увеличению светорассеяния. Геллёр детально исследовал зависимость показателя степени при % от размера частиц в основном на примере монодисперснйх латексов полистирола, размер частиц которых определялся методом электронной микроскопии. В своих работах (1946 г.) Геллер дал калибровочную кривую в координатах радиуса частиц и показателя степени при к.

* Число частиц, содержащихся в 1 см3 коллоидной системы, называется ^частичной» или «численной» концентрацией. Однако ввиду двусмысленности

Ш

того термина («частичный» нак противопоставление «полному») и дальней-м мы будем пользоваться термином «численная» концентрация.

2*

35

Для золей различных полимеров показатель степени уменьшался от 4 до 2,8.

Когда частицы становятся настолько велики, что их размер значительно превышает X, светорассеяние переходит в отражение света, не зависящее от длины световой волны.

При увеличении частиц больше определенного размера отражение света от частиц возрастает, что ведет к уменьшению интенсивности рассеянного света. Вместе с тем по мере уменьшения размера частиц, как следует из уравнения Рэлея, интенсивность светорассеяния также падает. Поэтому максимальным светорассеянием обладают коллоидные системы.

Из уравнения Рэлея можно сделать следующие выводы.

1. Для частиц данного размера интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна концентрации золя. Это положение можно использовать для определения концентрации дисперсной фазы с помощью измерений светорассеяния золя. Однако следует учесть, что при очень больших концентрациях возникает многократное рассеяние и в уравнение Рэлея необходимо вводить соответствующие поправки.

2. Интенсивность рассеянного света пропорциональна квадрату объема частицы или для сферических частиц шестой степени их радиуса. В рэлеевской области уменьшение размера частиц при

сохранении весовой концентрации золя ведет к соответствующему уменьшению светорассеяния.

Уравнение Рэлея можно представить в виде:

j0 Пусть при неизменной весовой концентратор *7<зд,«,™,ч Дии дисперсной фазы объем частиц в результате дробления уменьшится в х раз.

Рис 11,2. Рассеяние све- Тогда численная концентрация увеличите суспеизяеи сульфата * L.

$ария в зависимости от вается в х раз, и будем иметь:

размера ее частиц. = kxv {vfxf /0=: (kvv2/x) I0

т. е. светорассеяние уменьшится также в х раз. Это полностью совпадает с результатами эксперимента, показывающими, что ч_ем выше жсперснрсть золя, тем он меньше рассеивает свет. При молекулярной степени раздробления опалесценция становится совершенно визуально незаметной.

При увеличении частиц до размера, значительно превышающего длину световой волны, светорассеяние, как было указано выше, переходит в отражение света и по мере увеличения частиц интенсивность рассеянного света уменьшается. На рис. 11,2 показано выраженное в условных единицах рассеяние света суспензией сульфата бария в зависимости от дисперсности системы (при постоянной весовой концентрации). Светорассеяние характеризуется начальной, восходящей частью кривой.

Поскольку коллоидной степени дисперсности системы отвечает максимальное светорассеяние, становится понятным, почему наблюдение опалесценции является одним из чрезвычайно чувствительных методов обнаружения коллоидной природы системы

3. При опалесценции под действием белого света при боковом

освещении бесцветные коллоидные системы обнаруживают синеватую окраску. Поскольку величина /р обратно пропорциональна

Я4, рассеиваются главным образом синеватые (короткие) волны.

Наоборот, в проходящем свете эти коллоидные системы окрашены

в красноватый цвет, так как при прохождении через коллоидный

раствор из спектра в результате рассеяния выбывают лучи синего

света. При освещении системы монохроматическим светом описанного явления/естественно, не наблюдается, так как при этом рассеянный свет может содержать только такую же волну, что и падающий.

Следует заметить, что преимущественное рассеяние света с малой длиной волны объясняет цвет неба в различное время дня, а также цвет морской воды. Причина голубого цвета неба днем заключается в рассеивании коротких волн солнечного света атмосферой Земли. Абсолютное значение интенсивности света, рассеянного 1 см3 воздуха или воды, ничтожно, но оно становится заметным благодаря огромной толщине земной атмосферы и флуктуации газовых молекул. Оранжевый или красный цвет неба при восходе или заходе Солнца объясняется тем, что утром или вечером наблюдается, главным образом, свет, прошедший через атмосферу.

На зависимости светорассеяния от длины световой волны основано также применение синего света для светомаскировк

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
челябинск курсы 1с упрощенка
контактные оинзы крейзи
мюзикл анна каренина актеры
Вешалка на супер-присоске A-Pril 8х3.5х9 см зеленая

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)