50. Анализ уравнения Рэлея

Для сферических частиц, не проводящих электрического тока, малых по сравнению с длиной волны, в разбавленном растворе справедливо соотношение, установленное Рэлеем:

где и – показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды,  – численная концентрация,  – длина волны. Это выражение справедливо для частиц диаметром 40÷70 нм, что для видимого света соответствует 0,1. Проанализируем уравнение Рэлея:

• Так как то в разбавленных растворах можно определить численную концентрацию коллоидных частиц.

• 

При постоянной весовой концентрации уменьшим объем частицы в x раз. Тогда  увеличится в x раз.. При с_масс= const уменьшение объема частицы в x раз вызывает изменение интенсивности рассеянного света не в x2, а в x раз. При коагуляции коллоидных систем увеличение объема частиц вызывает увеличение интенсивности рассеянного света.

• Поэтому в случае видимого света синие лучи лучше рассеиваются, красные лучше проходят.

• Зависимость интенсивности рассеяния от разности показателей преломления среды и фазы приводит к тому, что при одинаковых показателях образуются прозрачные, не рассеивающие свет системы, например эмульсия глицерина в четыреххлористом углеводороде. Это имеет большое значение для определения молекулярной массы сополимеров, состоящих из полимерных отрезков (блоков), образованных разными мономерами (блоксополимеров). Подбирая растворитель, показатель преломления которого равен показателю преломления одного из блоков, делают его невидимым. Тогда легко определяется молекулярная масса другого блока. Этот метод получил широкое распространение и называется методом невидимок.

51. Нефелометрия и турбидиметрия.

Методом нефелометрии измеряют непосредственно интенсивность света, рассеянного под некоторым углом к падающему лучу света. Методом турбидиметрии измеряют ослабление интенсивности света, проходящего через дисперсную систему. Метод турбидиметрии основан на том, что при прохождении света через коллоидный раствор, содержащий малые прозрачные частицы, поглощение практически отсутствует и ослабление интенсивности падающего света равно полной интенсивности света, рассеянного коллоидным раствором во всех направлениях (полное светорассеяние). Для систем, содержащих частицы с размерами значительно меньше длины световой волны, величина полного светорассеяния подчиняется уравнению Рэлея. В этом случае, измерив фотометром или колориметром ослабление интенсивности падающего света и воспользовавшись уравнением Рэлея, можно определить средний размер частиц.