Обладнання та реактиви

Концентраційний фотоелектроколориметр КФК-2, кварцева кювета, розчини латексу, 25% розчин аміаку, піпетки, дистильова­на вода.

Порядок виконання роботи

Із запропонованого викладачем колоїдного розчину (латекс ПХВ) з відомою масовою концентрацією дисперсної фази готують розчин з розведенням 1:100, 2:100, 4:100. Розведен­ня латекса проводять 1% водним розчином аміаку. Піпетки, які ви­користовувались для відбирання проб латексу, необхідно негайно промити 25% розчином аміаку.

Вимірювання світлопропускання під час виконання роботи про­водять за допомогою фотоелектроколориметру КФК-2. У кюветне відділення приладу встановлюють дві кювети: з контрольним розчином — 1% водним розчином аміаку (дисперсійне середови­ще) та досліджуваним розчином. Ручкою на передній панелі вста­новлюють потрібне значення довжини хвилі. Закривають кришку приладу і вводять у світловий пучок кювету з контрольним розчи­ном та встановлюють повне пропускання світла (100% – на шкалі). Вводять у світловий пучок кювету з досліджуваним розчином і при цьому на табло приладу з’являються цифри, що відповідають світлопропусканню досліджуваного золя. Такі вимірювання прово­дять три рази і беруть середнє значення. Світлопропускання дос­ліджуваного золю повинно становити 60–70% порівняно з розчин­ником. Якщо світлопропускання > 60–70%, то варто взяти концен­трованіший розчин, а якщо менше, то розчин необхідно розбавити.

Спочатку вимірюють світлопропускання (або оптичну густину) досліджуваних розчинів, використовуючи світлофільтр № 4, а по­тім з одним із розчинів, мутність якого приблизно дорівнює 10 м^–1 – 25 м^–1, проводять вимірювання, використовуючи всі наявні світлофільтри.

Оформлення результатів досліджень

Одержані результати оформляють у вигляді таблиць 17.1-17.3 та будують залежності  від  і ln від ln. За допомогою екстра­поляції визначають [] із залежності  від  та параметр x рів­няння (17.9) — із залежності ln від ln. Якщо x  4, то радіус частинок визначають за допомогою теоретично розрахованої за­лежності x від r (рис.17.1). Якщо x = 4, то розмір частинок визна­чають із величини характеристичної мутності []. Із рівняння (17.3) розраховують k, а з (17.6) об’єм частинки V. Частинки латексу мають сферичну форму, тому

r = (3V/4π)^1/3 (17.14)

Таблиця 17.1

Залежність мутності латексу від довжини світлової хвилі

Розведення1:100; =0,01; L =0,1 м
№ світ­ло­філь­тра	Iо, %	In, %	Iр = Iо – In, %	L = IрIо	, м^–1	lg 	 у воді, м	lg
1	100	76	24	0,24	2,4	0,38	315	-6,5
2	100	80	20	0,2	2	0,3	364	-6,44
3	100	86	14	0,14	1,4	0,15	400	-6,4
4	100	89	11	0,11	1,1	0,04	440	-6,36
5	100	91	9	0,09	0,9	-0,05	490	-6,31
6	100	94	6	0,06	0,6	-0,22	540	-6,27
7	100	95	5	0,05	0,5	-0,3	670	-6,17
8	100	96	4	0,04	0,4	-0,4	750	-6,12

Таблиця 17.2

Залежність мутності латексу від довжини світлової хвилі

Розведення2:100;  =0,01; L =0,1 м
№ світ­ло­філь­тра	Iо, %	In, %	Iр = Iо – In, %	L = IрIо	, м^–1	lg 	 у воді, м	lg
1	100	56	44	0,44	4,4	0,64	315	-6,5
2	100	66	34	0,34	3,4	0,53	364	-6,44
3	100	76	24	0,24	2,4	0,38	400	-6,4
4	100	81	19	0,19	1,9	0,28	440	-6,36
5	100	85	15	0,15	1,5	0,18	490	-6,31
6	100	90	10	0,1	1	0	540	-6,27
7	100	94	6	0,06	0,6	-0,22	670	-6,17
8	100	96	4	0,04	0,4	-0,4	750	-6,12

Таблиця 17.3

Залежність мутності латексу від довжини світлової хвилі

Розведення 4:100;  = 0,01; L = 0,1 м
№ світ­ло­філь­тра	Iо, %	In, %	Iр = Iо – In, %	L = IрIо	, м^–1	lg 	 у воді, м	lg 
1	100	30	70	0,7	7	0,85	315	-6,5
2	100	42	68	0,68	6,8	0,83	364	-6,44
3	100	58	42	0,42	4,2	0,62	400	-6,4
4	100	65	35	0,35	3,5	0,54	440	-6,36
5	100	72	28	0,28	2,8	0,45	490	-6,31
6	100	79	21	0,21	2,1	0,32	540	-6,27
7	100	87	13	0,13	1,3	0,11	670	-6,17
8	100	92	8	0,08	0,8	-0,1	750	-6,12

Необхідні для розрахунків значення густини та показників за­ломлення речовин, із яких складається дисперсна фаза латексу, на­ведені у табл.17.4, а довжини хвиль  світлофільтрів, що відпові­дають максимуму пропускання у вакуумі — у табл.17.5.

Таблиця 17.4

Характеристики дисперсної фази та дисперсійного середовища

Речовина	Показник заломлення	Густина, кг/м^3
Вода	1.33	1000
Полівінілхлорид	1.54	1380

Таблиця 17.5

Максимуми пропускання світлофільтрів для КФК-2

№ світлофільтра	 у вакуумі, нм	№ світлофільтра	 у вакуумі, нм
1	315	6	540
2	364	7	590
3	400	8	670
4	440	9	750
5	490	10	870

Рис.17.2. Графік залежності lgτ від lgλ

Висновок: в ході лабораторної роботи ми визначили середній розмір дисперсних частинок “білих” золівметодом “спектра мутності”; За допомогою лінії тренду визначили параметр Х і отримали приблизно однакові значення для різних розведень: Х_1:100=2,123, Х_1:50=2,751, Х_1:25=2,521 і за допомогою залежності х від r, можна визначити розмір частинок латексу r=(70-82) нм.