Размер частиц оптическим методом

Уравнение Рэлея лежит в основе оптических методов определения размеров частиц и концентрации дисперсной фазы ультрамикроскопии, нефелометрии и турбидиметрии. [c.112]

Рис. 93. Границы размеров частиц дисперсных систем и применения оптических методов определения дисперсности

В настоящее время оптические методы являются наиболее распространенными методами определения размера, формы и структуры коллоидных частиц. Это объясняется не только быстротой и удобством этих методов, но и точностью получаемых результатов. Грубые дисперсные системы (суспензии, эмульсии, пены, пыли) обычно исследуют с помощью светового микроскопа. К наиболее часто применяющимся методам исследования высокодисперсных коллоидных систем относятся ультрамикроскопия, электронная микроскопия, нефелометрия и турбидиметрия. Реже применяют метод, основанный на определении двойного лучепреломления в потоке, рентгенографию и электронографию для исследования внутренней структуры и характера внешней поверхности частиц коллоидной системы. [c.44]

Таким образом, если взять отношение оптических плотностей для двух дисперсных систем малорастворимых веществ с одинаковым размером частиц, оно будет равно отношению концентраций, а при одной и той же концентрации отношение оптических плотностей пропорционально размерам частиц. Размер частиц в турбидиметрическом анализе не имеет такого значения, как в нефелометрии. Однако, если дисперсная система содержит частицы более 0,1 "к, появляются отклонения от закона Рэлея, что приводит к нарушению линейности градуировочного графика. Воспроизводимость результатов при определении веществ турбидиметрическим методом составляет 5%. [c.90]

Для проведения седиментометрического анализа кинетически устойчивых систем (золей, растворов ВМВ) с целью определения размеров и массы их частиц недостаточно силы земного тяготения. Последнюю заменяют более значительной центробежной силой центрифуг и ультрацентрифуг. Идея этого метода принадлежит А. В. Думанскому (1912), который впервые применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. Затем Т. Сведберг разработал специальные центрифуги с огромным числом оборотов, названные ультрацентрифугами. В них развивается центробежная сила свыше 250 ООО Современная ультрацентрифуга представляет собой сложный аппарат, центральной частью которого является ротор (с частотой вращения 60 000 об/мин и выше), с тончайшей регулировкой температуры и оптической системой контроля за процессом осаждения. Кюветы для исследуемых растворов вмещают всего 0,5 мл раствора. В ультрацентрифуге оседают не только частицы тонкодисперсных золей, но и макромолекулы белков и других ВМВ, что позволяет производить определение их молекулярной массы и размеров частиц. Скорость седиментации частиц в ультрацентрифуге рассчитывают также по уравнению (23.9), заменяя в нем g на о) х, где (О — угловая скорость вращения ротора л — расстояние от частицы до оси вращения. [c.378]

Важно подчеркнуть, что распределение частиц по размерам, найденное оптическим и рентгеновским методами, представляет собой бимодальную функцию, экстремумы которой определяются характеристиками надмолекулярных структур компаундов. [c.110]

Крепость микрообъектов определяют по направлениям, где они имеют большую величину. Минимальные размеры частиц, различимых по данному методу, по-видимому, ограничены длиной световой волны. Однако смещение осветителя относительно оптической оси микроскопа усиливает дифракционные явления на краях микрообъектов, что позволяет несколько расширить разрешение прибора и фиксировать частицы размером около 0,3-0,4 мкм. [c.33]

Для дисперсионного анализа порошков и суспензий широко используется полуколичественный метод сравнения. На предмет иое стекло наносят контрольный образец с известным размером частиц, затем на него помещают препарат исследуемой суспензии. Частицы образцов должны находиться в одной оптической плоскости. Анализ дисперсности сводится к определению отношения размеров контрольной и исследуемой частиц. [c.249]

Как известно, электрофоретическую подвижность коллоидных частиц исследуют методом макро- и микроэлектрофореза. Ввиду малого размера мицелл — значительно ниже предела разрешающей способности оптических микроскопов — применение микрометода к растворам ПАВ исключено. [c.172]

Мутность т = /р//о, а отсюда и оптическая плотность D в соответствии с уравнением (IV. 1) пропорциональны концентрации и квадрату объема частиц. Это позволяет определять размеры частиц и их концентрацию по оптической плотности системы методом сравнения со стандартными системами с помощью фотоэлектроколориметра, [c.112]

Какие оптические методы используются для определения размеров частиц дисперсных систем Укажите границы применимости (ко дисперсности) этих методов. [c.126]

Для исследования взяты два вида сырья, используемые для получения анизотропного игольчатого и изотропного кокса. С применением оптических методов изучены закономерности образования и юс-та частиц мезофазы. Показано,что размер сфер мезофазы к моменту коалесценции определяет структуру получаемого кокса. Илл.5,библ.9. [c.163]

На рис. 10.7 показаны пределы применимости оптических методов исследования дисперсных систем. Кол.лоидные частицы проходят через бумажные фильтры, но задерживаются ультрафильтрами (мембранными фильтрами), представляющими собой гели полимеров н виде пленок. Зная радиус пор ультрафильтров, можно оценить размер коллоидных частиц. [c.298]

В 1903 г. Р. Зигмонди и Г. Зидентопф предложили оптический метод изучения систем, содержащих частицы коллоидных размеров. По этому методу, называемому ультрамикроскопией, наблюдается свет, рассеянный одиночными частицами. Этот метод можно сравнить с наблюдением за движением отдельных пылинок, попавших в солнечный луч в темном помещении. Схема предложенного Зигмонди и Зидентопфом щелевого микроскопа показана на рис. 67. Свет от дуговой лампы фокусируется линзами в системе, частицы которой рассеивают свет. Чтобы выделить небольшое поле зрения под микроскопом, используется раздвижная щель, позволяющая вводить в изучаемый объект пучок света высотой в несколько микрометров. В ультрамикроскопе Зигмонди и Зидентопфа оптическая ось микроскопа перпендикулярна вводимому в объект лучу света. Э. Коттон и А. Мутон в 1903 г. сконструировали прибор, в котором направление светового луча и оптическая ось микроскопа совпадают. Для обеспечения темного фона в их приборе используется эффект полного внутреннего отражения. [c.162]

В работе [49] исследована возможность определения методом светорассеяния активного состояния нефтяной дисперсной системы по изменению радиуса частиц дисперсной фазы в мазуте смеси западно-сибирских нефтей в присутствии модификатора — экстракта селективной очистки масел. Исследовались 2% мае. растворы исходного сырья в гептан-толуольном растворителе. Средние размеры частиц дисперсной фазы рассчитывали по значениям оптической плотности исследуемых растворов [48]. Рассчитанные на базе экспериментальных данных радиусы частиц в испытуемых растворах составляли 60-150 нм. Во избежание расслоения растворов мазута в гептане и выделения асфальтенов в отдельную фазу проводили предварительную обработку ультразвуком подготовленных к испытаниям образцов. Подобное дополнительное диспергирование повышало устойчивость системы к расслоению, временно предотвращало коагуляцию частиц дисперсной фазы. Следует отметить, что проведенная обработка при подготовке образцов к испытаниям естественно оказывает влияние на результаты измерения и истинные размеры структурных образований в исходном мазуте. В этой связи предложенные авторами рекомендации по методу определения среднего радиуса частиц дисперсной фазы для оценки активного состояния рассматриваемой нефтяной системы требуют специального обсуждения. [c.83]

Рассеяние света. Одним из основных преимуществ оптических методов определения размеров частиц является то, что взаимодействие излучения с частицами не меняет структуры системы, т. е. дисперсная с[1стема остается прежней (за исключением тех случаев, когда происходят фотохимические реакции). К числу наиболее перспективных относится метод фотокорреляционной спектроскопии [133, 134]. Причиной светорассеяния является наличие оптических неоднородностей в среде. Такие среды называют мутными. В основе теории рассеяния света в мутных средах лежат следующие предположения 1) размер частиц много меньше длины волны света (/ Д 0,1) 2) не происходит поглощения (раствор не окрашен) 3) форма частиц близка к сферической 4) концентрация частиц мала, так что не происходит интерференции пучков, рассеянных различными частица- [c.94]

Из всего приведенного следует, что для выбора правильного численного коэффициента в уравнении Генри необходимо знать размер частицы а, форму частицы (цилиндр, сфера) и толщину двойного электрического слоя. Необходимо также знать, является ли дисперсная фаза проводником или диэлектриком. Первые две характеристики (размер и форма частицы) определяются экспериментально с помощью оптических и иных методов. Электропроводность дисперсной фазы обычно известна. Толщину двойного электрического слоя, или, что то же, ионной атмосферы, согласно теории сильных электролитов можно вычислить по уравнению (VII, 5). [c.204]

Метод теплового взрыва мелких сферических частиц вещества в нагретом газе. Сферическая частица быстро вводится в поток нагретого газа. За тепловым взрывом ведется наблюдение оптическим методом (по свечению продуктов взрыва). Опыты проводятся при разных составах и температурах газовой среды, а также с частицами разного размера (50—300 мкм). Экспериментально определяются критические условия (критические температуры) и полное время индукции, включающее и стадию прогрева. [c.309]

Особые оптические свойства дисперсных систем обусловлены их главными признаками дисперсностью и гетерогенностью. Дисперсные системы неоднородны по фазовому составу, поэтому обладают и оптической неоднородностью. На оптические свойства дисперсных систем в большой степени влияют структура, размер и форма частиц. На этом основано применение оптических методов для изучения частиц в широком диапазоне дисперсности, от невидимых в оптический микроскоп до грубодисперсных. [c.388]

Какие оптические методы применяют для измерений размеров и формы коллоидных частиц [c.396]

Исследование оптических свойств высокодисперсных систем имело исключительно большое значение не только для установления новых взглядов на природу коллоидных растворов, но и дало экспериментаторам методы для наблюдения за поведением коллоидов, определения их концентрации, размеров и форм частиц. Значение оптических методов также состоит в том, что они дали возможность проверить ранее имевшие [c.315]

Среди прочих методов измерения частиц дисперсной фазы следует отметить метод улавливания, который применим к системам нагдкость—жидкость. Метод основан на улавливании капель прп помощи инертной жидкости с большой вязкостью и определении НХ размеров различными оптическими методами. Для улавливания капель обычно применяется глицерин, различные масла и. некоторые другие жидкости. [c.277]

В иаституте Баттель (Франкфурт) [294] был разработан аэрозольный спектрометр, использующий малые углы (<7,5°) рассеяния лазерного (Не—Йе) пучка. Вследствие узкой полосы рассеяния (от дифракционной части рассеянного света) результат не зависит от формы и оптических свойств частиц. Метод применим при концентрации до 10 частиц в 1 см , поскольку объем, используемый для измерения, равен 0,01 мм Нижний предел определения размеров частиц этим методом равен 0,17 мкм, а верхний предел —около 1,5 мкм. Эти исследователи разработали также прибор, который можно использовать для анализа высококонцентрированных частиц (5-10 частиц в 1 см ) в потоке. [c.99]

На рнс. 93 показаны пределы применимости оптических методов исследовапия дисперсных систем. Коллоидные частицы проходят через бума киые фильтры, но задерживаются ультрафильтр а м 11 (мембранными фильтрами), представляюихими собой гели полимеров в виде пленок. Зиая радиус пор ультрафильтров, можно оисинть размер коллоидных частиц. [c.317]

Для определения тонкости отсева (размера наиболее крупных частиц в фильтрате) может быть применен оптический метод, основанный на принципе осаждения. Очевидно, что оптическая плотность суспензии на некоторой глубине должна оставаться неизменной пока не осядут наиболее крупные частицы твердой фазы. После, прохождения через слой крупных частиц оптическая плотность суспензии начнет уменьшаться. С окончанием осаждения наиболее мелких частиц оптическая плотность достигает неизменного минимального значения. Время от начала осаждения, в течение которого оптическая плотность остается неизменной, является искомым временем для определения размера наиболее крупных частиц в суспензии. По времени от начала осаждения до момента достижения минимальной оптической плотности можно определить размеры наиболее мелких частиц в суспензии. Для определения тонкости отсева материалов по изменению оптической плотности фильтратов может применяться фотокалориметр ФЭК-М, который предназначен для измерения концентрации растворов но интенсивности их окраски. Принципиальная схема фотокалориметра показана на фиг. 16. Здесь источник света / через систему конденсоров, зеркал, теплозащитных стекол и светофильтров 2 посылает световые потоки на два селеновых фотоэлемента 6 вентильного типа. Величина одного светового потока падающего на фотоэлемент регулируется фотометрическими клиньями 4, величина другого светового потока регулируется с помощью щелевой диафрагмы 5. Фотоэлементы включены дифференциально, поэтому при равенстве световых [c.47]

Прн определении размеров и формы частиц (от 5 до 500 им) получают ряд фотографий, регистрирующих несколько сотен частиц. С помощью измерительного оптического микроскопа по этим фотографиям определяют размеры частиц. Затем строят гистограммы и, используя методы математической статистики, определяют тип и основные параметры распределения частиц по размерам. Существуют различные автоматические и полуаитоматические присиособления, позволяющие измерять размеры частиц на фотографии и сразу получать информацию о гистограмме на печатающем устройстве. Применение ЭВМ совместно с устройством, определяющим разд еры часГиц, дает возможность получить сведения непосредственно о типе распределения и его числовые характеристики. [c.251]

Исследована структура осадков песка с размером частиц около 600 мкм методом оптического сканирования микрошлифов [187]. Осадки получены на обычном фильтре диаметром 90 мм и на фильтре с поршнем диаметром 75 мм в качестве жидкой фазы использована эпоксидная смола с вязкостью 1,4 Н-с-м- . В опытах на обычном фильтре осадки образованы путем фильтрования при постоянной скорости под давлением сжатого воздуха и путем седиментации. В экспериментах на фильтре с поршнем осадок образован двумя способами разделением суспензии песка в эпоксидной смоле под вакуумо.ч с последующим механическим сжатием осадка поршнем (влажный осадок) сжатием поршнем сухих частиц песка с последующим фильтрованием смолы через осадок (сухой осадок). По окончании опытов через осадок фильтровалось вещество, полимери-зующее смолу, твердые осадки разрезались алмазной пилой в продольном и поперечном направлениях, шлифовались алмазной пастой и шлифы исследовались. Установлена разница в структуре осадков, полученных при обычном фильтровании, седиментации и на фильтре с поршнем. Отмечено, что влажный осадок, полученный на фильтре с поршнем, существенно отличается по своей структуре от осадка, полученного на обычном фильтре при одинаковой разности давлений. Возможность использования результатов опытов на фильтре с поршнем для практических расчетов поставлена под сомнение. Значение приведенного исследования состоит в том, что в опытах на обычном фильтре и на фильтре с поршнем было устранено влияние многих искажающих факторов, поскольку изучался по существу чисто гидродинамический процесс с использованием достаточно крупных частиц округлой формы. [c.182]

В основе седиментационного метода лежит определение эквивалентного диаметра частиц по скорости их осаждения в масле на основании закона Стокса. Долю частиц близких размеров можно подсчитывать с помощью весов (по фракциям), осаждением на суперцентрифуге или оптическими методами. Наиболее распространен метод, основанный на измерении количества частиц,- осевших за определенные отрезки времени, при помощи весов Фигурновского, чашка которых погружена в термостатированный сосуд с анализируемым маслом. Метод находит применение при однородных по составу загрязнениях, Он не обладает достаточной точ- [c.29]

Микрогетерогенные и ультрамикрогетерогенные дисперсные системы благодаря соизмеримости частиц дисперсной фазы с длиной световых волн обладают специфическими оптическими свойствами. Это позволяет использовать оптические методы исследования для изучения структуры и формы частичеи , скорости их перемещения, размеров и концентрации. Оптические методы широко используются в практике определения концентрации коллоидных растворов, эмульсий, аэрозолей. Оптические характеристики аэрозолей (туманы, тучи, пыль), степень мутности водоемов имеют большое значение для авиации, метеорологии, контроля загрязнения окружающей среды. [c.388]

Применяемые в настоящее время оптические методы седиментационного анализа основаны на фотоколори-метрическом способе измерения количества оседающих частиц соответствующих размеров. При этом методе сравнивают яркость двух пучков света, один из которых проходит через эталонную кювету с чистым маслом, а второй — через кювету с анализируемым маслом. Измерения яркости проводят в кювете на определенном уровне в течение времени, соответствующего полному оседанию частиц. Фотоколориметрический способ применим в довольно узких пределах, так как при концентрации загрязнений менее 0,01% (масс.) погрешность метода возрастает ввиду малой оптической плотности суспензии, алри концентрации загрязнений свыше 0,1% (масс.) в анализируемом масле наблюдается явление коагуляции, искажающее результаты измерений. [c.30]

Авторы работы [59] измеряли радиусы мицелл мыл в неполярных жидкостях методом мугности, основанным на теоретических и практических результатах работ [60, 61]. Показано, что применение оптических методов возможно для измерения размеров частиц в диапазоне 100-200 A. Измерение более мелких частиц затруднено вследствие низких значений мутности и большой ошибки ее определения. Для исследования более мелких частиц привлечен метод диффузии. [c.84]

Прибор, выпускаемый американской фирмой Sperry Produ ts, позволяет осуществлять анализ при больших скоростях потока и высокой концентрации частиц, причем возможность повторного подсчета одних и тех же частиц исключается благодаря наличию специального электронного счетчика. Ультразвуковые приборы по точности определения размеров частиц не уступают оптическим микроскопам, а подсчет числа частиц осуществляется ими значительно точнее, так как идет не выборочно (с последующей обработкой результатов методами математической статистики), а фиксирует все частицы, находящиеся в масле при использовании же микроскопа подсчитываются лишь частицы, попавшие в определенное число полей зрения. Однако, как ультразвуковые, так и фотоэлектронные приборы для гранулометрического анализа загрязнений в нефтяных маслах еще не получили достаточно широкого распространения из-за сложной конструкции и высокой стоимости. [c.34]

Определение размеров частиц с помощью микроскопа мол<но проводить прямым измерением, методом сравнения, методом счета и др. Для проведения прямого измерения обычно пользуются оку-ляр-микрометром. Он представляет собой круглую стеклянную пластинку, на которой нанесена шкала с делениями. Наиболее точные окуляр-микрометры имеют интервал между штрихами в 50 мкм. При абсолютных измерениях окуляр-микрометр предварительно калибруют относительно применяемых оптических линз и для каждой ДЛ1ШЫ тубуса микроскопа. Измерения удобно прово-. дить и по фотографиям иосле микрофотографирования и фотоуве-личения изображения объекта. [c.249]

Для предотвращения окислительных процессов и смолообразования, приводящих к ухудшению качества дизельного топлива ДЛ-0.2 предложена полифункциональная присадка, содержащая стабилизатор — третичный амин, нейтрализующий кислотные продукты окисления, которые являются катализаторами уплотнения (Агидол-3) дисперсант, уменьшающий размеры частиц и увеличивающий их число (ионол), и деактиватор металлической меди (2-метил-2-этилиндолин). При этом стабилизатор и дисперсант одновременно выступают в качестве антиоксидантов, а деактиватор является синергическим агентом, усиливающим действие антиоксидантов. Образцы разработанной присадки были испытаны в составе товарного дизельного топлива, содержащего нестабильные продукты вторичных процессов, лабораторным методом [5]. Окисление топлива молекулярным кислородом проводили на газометрической установке при 120°С в присутствии медного кольца (5сц = 166 см /л) в течение 7 ч с одновременной регистрацией концентрации поглощенного кислорода (А[02], моль/л) и оптической плотности топлива (А), характеризующей смолообразование в системе (рис. 5.21). [c.204]

Ряд методов основывается иа адсорбционных свойствах дисперсий. Это адсорбционно-ситовой метод, гель-ироникающая хроматография [5, 65J. Информация о размерах частиц может быть получена также с помощью дериватографии [150 , тонометрии, оптической микроскопии, вискозиметрии. [c.105]

В курсе коллоидной химии принято рассматривать только те оптические методы, которые используются в дисперсионном анализе (анализе дисперсности) для определения размера и формы частиц, удельной поверхностп, концентрации дисперсной фазы. К зтнм методам относятся световая и электронная микроскопия, методы, основанные на рассеянии лучей, двойном лучепреломлении и др. [c.247]

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ - беспорядочное, непрерывное движение взвешенных в жидкости или газе маленьки.х частиц (до 5 мк), вызываемое тепловым движением молекул окружающей среды. Зпервые описано Р. Броуном в 1827 г. Интенсивность Б. д. зависит от температуры, внутреннего трения (вязкости) среды и размеров частиц движение усиливается при повышении температуры и уменьшении размера частиц и уменьшается при увеличении вязкости. В 1905—1906 гг. А. Эйнштейн и М. Смо-луховский дали полную количественную молекулярно-статистическую теорию Б. д. и вывели уравнение, по которому можно определить среднее значение квадрата смещения частицы в определенном, но произвольном направлении. Экспериментальная проверка этого уравнения, проведенная Ж- Перреном, Т. Сведбер-гом и др., полностью подтвердила его справедливость, утвердив тем самым общность молекулярно-статистических представлений. Измерения броуновских смещений позволяют судить о размерах коллоидных частиц, которые нельзя определить другими методами (напр., при помощи оптических микроскопов). [c.48]

Из оптических методов исследования в коллоидной химии применяются те методы, с помощью которых можно проводить дисперсионный анализ, т. е. определять размер и форму частиц, удельную поверхность, концентрацию дисперсной фазы. К таким методам относятся световая и электронная м-икроскопия, методы, основанные на рассеянии лучей, двойном лучепреломлении и др. [c.111]

В процессе коагуляции высокодисперсного золя гидроксида железа образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно ус1011чивые агрегаты. Поэтому исследование коагуляции частиц Ре(ОН)з удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода (см. работу 17). Применимость этого метода основывается на сильной зависимости интенсивности светорассеяния от размеров частиц. При коагуляции частиц она повышается, соответственно увеличивается оптически я плотность золя. Поскольку при прохождении светового потока через окрашенные золи часть света рассеивается, а часть поглощается, то при изучении коагуляции в таких системах методом турбидиметрии необходимо исключить поглощение света. Для золя Ре(ОН)з этого можно достичь, проводя измерения при красном светофильтре, т. е. при длине волны падающего света = 620—625 нм. [c.164]

Особое место занимают исследования коллоидной структуры нефтяных дисперсных систем методом рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами [67 — 70]. Указанный метод проявляет чувствительность к полидисперсности и форме частиц исследуемых объектов, не зависит от их оптической плотности и многокомпонетнос-ти. Однако этим методом можно фиксировать только размеры ядра структурного образования, не включая сорбционно-сольватный слой, что связано с незначительным расхождением в значениях электронных плотностей сольватной оболочки и дисперсионной среды. Кроме этого, метод малоуглового рассеяния позволяет получать достаточно воспроизводимые результаты в случае слабоструктурированных систем, когда расстояние между соседними структурными образованиями намного превышает их размеры. С помощью рассматриваемого метода изучено [71] распределение по размерам структурных образований в нефтяных профилактических средствах. Показано, что в этих системах размеры частиц дисперсной фазы составляют от 1,7-3 нм до 40 нм, причем основу коллоидной структуры составляют частицы меньших размеров. [c.84]

В основе данного метода лежит явление рассеяния света коллоидными частицами, называемое явлением Тиндаля и наблюдаемое в том случае, когда размеры частиц меньше половины длины волны падающего света. На наблюдении явления Тиндаля под микроскопом основан принцип устройства ультрамикроскопов различных систем. Коллоидный раствор освеш,ают сбоку на темном фоне сильным источником света и наблюдения проводят с помоо[ью обычного оптического микроскопа. Следует особо подчеркнуть, что в ультрамикроскопе не видны отдельные частицы, но благодаря рассеянию ими света их обнаруживают в виде светяш,ихся точек. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология