Светорассеяние дисперсных систем

Чем обусловлено светорассеяние в дисперсных системах и истинных растворах Какими параметрами количественно характеризуют рассеяние света в системе [c.127]

Светорассеяние, или опалесценция, принадлежит к дифракционным явлениям, обусловленным неоднородностями, размеры которых меньше длины волны падающего света. Такие неоднородности рассеивают свет во всех направлениях. Теория светорассеяния (опалесценции) впервые была развита Рэлеем. В ее основе лежит уравнение для интенсивности света /р, рассеянного единицей объема дисперсной системы со сферическими диэлектрическими частицами, значительно меньшими длины [c.111]

Современная коллоидная химия включает следующие основные разде.ты 1) молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах гидродинамика дисперсных систем дисперсионный анализ 2) поверхностные явления адсорбция (термодинамика и кинетика), смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев 3) теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде конденсационные методы образования дисперсных систем 4) теория устойчивости, коагуляции и стабилизации коллоидно-дисперсных систем строение частиц дисперсной фазы (мицелл) 5) физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твердых тел, реологию дисперсных систем образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах 6) электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах 7) оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика)—светорассеяние, светопоглощение коллоидная химия фотографических процессов. [c.281]

Во всех дисперсных системах наблюдается светорассеяние, В грубодисперсных системах это явление объясняется отражением света от поверхности дисперсных частиц. При этом длина волны отраженного света соответствует длине волны света, поступающего от осветителя, т. е. окраска облучаемой системы та же, что и окраска луча света, исходящего от осветителя. [c.275]

Рассеяние света в какой-то степени свойственно любой среде. Но наиболее интенсивное светорассеяние происходит в условиях, когда луч света проходит через дисперсную систему, частицы которой имеют размеры меньше длины волны падающего света и удалены друг от друга на расстояния, значительно превосходящие длину волны. Сущность процесса светорассеяния состоит в том, что световой луч, встречая на своем пути частицу, как бы огибает ее и несколько изменяет свое направление. Явление светорассеяния присуще многим дисперсным системам, но особенно коллоидно-дисперсным, или ультрамикрогетерогенным, с размером частиц 10 —10 м. [c.388]

В коллоидных и дисперсных системах интенсивность прошедшего через систему света уменьшается не только за счет поглощения, но и за счет рассеяния света частицами дисперсной фазы. Поэтому, применяя уравнение Ламберта — Беера к окрашенным коллоидам, кроме коэффициента светопоглощения, приходится учитывать еще коэффициент светорассеяния. Уравнение принимает вид [c.44]

Интенсивность / света, прошедп1его через какую-то однородную среду — жидкость или раствор, всегда меньше интенсивности падающего света /(,. Это объясняется явлением поглощения (абсорбции) света средой (см. гл. 15). Каждая среда в зависимости от своих физических и химических свойств избирательно поглощает определенную часть спектра падающего света. Установлено, что высокодисперсные золи также поглощают часть проходящего света и для них, как и для молекулярных растворов, справедлив закон Ламберта — Бера. Однако в дисперсных системах возможны отклонения от этого закона, так как интенсивность проходящего света уменьшается не только в результате его поглощения, но и за счет рассеяния света частицами дисперсной фазы. Вследствие этого для окрашенных коллоидов в уравнение Ламберта — Бера кроме коэффициента светопоглощения вводят коэффициент светорассеяния [c.390]

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]

Одновременно со светорассеянием происходит поглощение световых лучей дисперсной системой. По Ламберту—Беру, [c.121]

Во всех дисперсных системах наблюдается светорассеяние. Частицы дисперсной фазы рассеивают попадающие на них лучи видимого света. Светорассеяние легко обнаружить, если через дисперсную систему пропустить интенсивный пучок световых лучей. Наблюдая систему под некоторым углом к направлению лучей падающего света, можно увидеть ярко светящуюся полосу. Это явление получило название явления Тиндаля. [c.36]

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. И, 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. [c.36]

Белые коллоидные и дисперсные системы не поглощают света. Для них = 0, поэтому уменьшение интенсивности света, проходящего через такой коллоидный раствор, вызвано исключительно светорассеянием. [c.44]

Поскольку коллоидной степени дисперсности системы отвечает максимальное светорассеяние, становится понятным, почему наблюдение опалесценции является одним из чрезвычайно чувствительных методов обнаружения коллоидной природы системы. [c.37]

Как уже указывалось, светорассеяние наблюдается во всех дисперсных системах, начиная от грубодисперсных и кончая коллоидными. Однако механизм его различен в разных системах и зависит от размеров частиц дисперсной фазы. [c.36]

Классификация систем по дисперсности условна в том отношении, что последняя может меняться непрерывно, так что качественное различие имеет место лишь вдали от границ и исчезает при приближении к ним. Дисперсные системы могут быть классифицированы по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсной среды. Примеры соответствующих двухфазных систем приведены в табл. 12.1. Отметим только невозможность случая Г—Г, так как смеси газов представляют собой, вообще говоря, гомогенные системы. Тем не менее даже и в этом случае иногда приходится принимать во внимание флуктуации плотности. Именно их наличием, например, и связанным с этим светорассеянием объясняется голубой цвет неба если бы атмосфера была совершенно однородна, она была бы оптически пуста, и цвет неба был бы черным. [c.257]

Конечно, некоторые характерные свойства дисперсных систем не связаны непосредственно с Хо (например, светорассеяние) с другой стороны, некоторые поверхностные явления не ограничены дисперсными системами. Однако те и другие являются предметом рассмотрения современной коллоидной химии. [c.9]

Рассмотрим движение электромагнитной световой волны в дисперсной системе. Проходя через дисперсионную среду, свет может поглощаться, отражаться или рассеиваться частицами. Отражение света поверхностью частиц происходит по законам геометрической оптики оно возможно, если размеры частиц превышают длину волны. Для видимой части спектра (0,4—0,7 мкм) это условие соблюдается в грубодисперсных системах. Для коллоидных систем — с частицами значительно меньшими, чем длина волны, характерно другое явление — светорассеяние. [c.37]

Термодинамически устойчивые дисперсии мицелл могут в определенных условиях возникать путем самопроизвольного диспергирования макрофазы ПАВ (кристаллической или жидкой). И хотя состояние вещества в мицелле не всегда полностью эквивалентно макрофазе, достаточно высокая степень ассоциации молекул в мицеллах позволяет рассматривать их как частицы иной, по сравнению с молекулярным раствором, фазы. Мицеллярные дисперсии ПАВ обнаруживают свойства, присущие коллоидно-дисперсным системам светорассеяние, повышенную вязкость и др. [c.224]

Методика проведения измерений света, рассеянного дисперсными системами, и обработки экспериментальных индикатрис заключается в следующем. После юстировки оптики кювету устанавливают на предметном столике между коллиматорной линзой Лг и приемной линзой Л . При этом положение приемной диафрагмы регулируют так, чтобы скомпенсировать призматическую ошибку, вносимую кюветой. Светорассеяние на углах от О до 3° измеряют применяя набор нейтральных светофильтров. Показания на ленте осциллографа, соответствующие этим участкам, считывают с учетом коэффициента ослабления светофильтров. Пример, записи индикатрисы рассеянного света под малыми углами приведен на рис. 107. Порядок обработки индикатрис [c.316]

Нефелометрия основана на способности коллоидных систем рассеивать свет. Определяя светорассеяние данной системы, можно определять размер частиц или концентрацию дисперсной фазы, изучать различные процессы, происходящие в растворе. В основе нефелометрии лежит уравнение Рэлея (7.3), которое можно представить в виде [c.96]

Теория светорассеяния (опалесценции) для сфернчеоких, иепо-глощающих света частиц, была развита Рэлеем. В дисперсной системе в качестве неоднородности выступает частица дисперсной фазы. Под влиянием колеблюш,егося электрического поля волны [c.254]

Известно несколько методов исследования кинетики коагуляции дисперсий, состоящих из мелких коллоидных частиц. Один из этих методов основан на непосредственном подсчете частиц и их агрегатов с помощью обьино-го или поточного микроскопа. В ультрамикроскопическом варианте он позволяет установить временн)га зависимость полного числа всевозможных агрегатов и одиночных астиц [11, 12]. Другой широко распространенный метод основан на измерении зависимости светорассеяния (или коэффициента экстинкции Е) от времени в коагулирующей дисперсной системе. Этот метод является косвенным, и корректность интерпретации соответствующих результатов оказывается сильно зависящей от ряда свойств исследуемой дисперсии, в частности, от размера и формы ее исходных частиц и возникающих агрегатов и от концентрации дисперсной фазы. [c.160]

Возможность объективно установить различие между однофазными растворами высокомолекулярных соединений (в которых неоднородности могут носить лишь чисто флуктуационный характер) и двухфазными коллоидно-гетерогенными дисперсными системами рассмотрена Влодавцем и сотр. [18] на примере системы поливиниловый спирт — вода также с использованием метода светорассеяния. [c.81]

Основные способы измерения размеров и распределения частиц методом светорассеяния рассмотрены в работах [39—52]. Измерение рассеяния света и его теоретическая интерпретация значительно упрощаются, если пользоваться определенными длиной волны и состоянием поляризации света, облучающего дисперсную систему. В настоящее время рассеяние света можно измерить весьма быстро и с достаточной точностью. Так, при использовании современных приемников лучистой энергии и надежной регистрирующей аппаратуры измерение относительных интенсивностей рассеянного света возможно с точностью до 1%. Эти измерения можно выполнить без нарушения состояния дисперсной системы. [c.18]

Согласно уравнению (1) интенсивность светорассеяния зависит от размеров частиц или, другими словами, от степени дисперсности системы. [c.81]

У аэрозолей вследствие более резкого различия в плотностях дисперсной и дисперсионной фаз по сравнению с другими дисперсными системами более резко вцражаются некоторые свойства, характеризующие дисперсные системы, например оптические. Благодаря ярко выраженному светорассеянию, наблюдаемому в аэрозолях, их применяют для создания дымовых завес. [c.247]

Растворы высокомолекулярных соединений, ранее рассматривавшиеся как гидрофильные коллоидные системы, обладают свойствами, присущими гидрофобным коллоидно-дисперсным системам (медленной диффузией, низким осмотическим давлением, способностью к диализу, светорассеянием, двойным лучепреломлением при течении и др.). Поэтому такие примеси и загрязнения воды целесообразно рассматривать в одной группе с веществами, образующими коллоидные растворы. [c.53]

Светорассеяние в дисперсных системах [c.320]

Как уже указывалось, светорассеяние наблюдается во всех дисперсных системах, начиная от грубодисперсных и кончая [c.36]

Исследование светорассеяния является одним из наиболее универсальных, эффективных и широко применяющихся методов изучения строения и свойств дисперсных систем и растворов высокомолекулярных веществ. Для систем, к которым применимо уравнение Рэлея, методы, основанные на измерении мутности по уменьшению интенсивности прошедшего света (абсорбциометрия, турбидиметрия) и по определению интенсивности света, рассеянного под тем или иным углом (нефелометрия), вполне эквивалентны. При этом редко производится непосредственный расчет по ураввению Рэлея. Чаще мутности или светорассеяния изучаемой системы сопоставляют со свойствами системы с известной концентрацией и размером частиц, и из условия = onst определяют объем частиц V дисперсной фазы при известной концентрации вещества в дисперсной системе или концентрацию вещества при известном размере частиц. Эти методы очень чувствительны. Так, заметная мутность золя сернистого мышьяка может быть обнаружена при концентрации 10 %, [c.206]

Выделение систем с определенным размером частиц в особый класс коллоидных систем не является чисто формальным. Высокая дисперсность придает веществам новые качественные признаки повышенную реакционную способность и растворимость, интенсивность окраски, светорассеяние и т. п. Резкое изменение свойств вещества с повышением дисперсности связано с быстрым увеличением суммарной поверхности раздела между частицами и средой. Большая поверхность раздела создает в коллоидных системах большой запас поверхностной энергии Гиббса, который делает коллоидные системы термодинамически неустойчивыми, чрезвычайно реакционноспособными. В этих системах легко протекают самопроизвольные процессы, приводящие к снижению запаса поверхностной энергии адсорбция, коагуляция (слипание дисперсных частиц), образование макроструктур и т. п. Таким образом, самые важные и неотъемлемые черты всякой дисперсной системы — гегетрогенность и [c.365]

А. обладают ярко выраженным рассеянием света, закономерность к-рого определяется диапазоном значений параметра у = 2кdp/X, где Х-длина волны излучения. При у > 1 сечение светорассеяния возрастает с уменьшением размера частиц. С уменьшением у сечение становится пропорщю-нальным X. Поэтому высокодисперсные частицы рассеивают видимое, а тем более ИК-излучение слабо. При фик-сиров. размере частицы сечение светорассеяния убывает пропорционально X. При рассеянии света частицами А. меняется состояние поляризации излучения. Измерения светорассеяния и состояния поляризации рассеянного света используют для определения размеров частиц и распределения по размерам. См. также Дисперсные системы. [c.236]

В кристаллических полимерах установлено наличие большого количества структур, обладающих поверхностью раздела и поверхностным натяжением, а изменение их свободной поверхностной энергии, как и в дисперсных системах, играет важную роль в образовании вторичных структур. В явлениях защитного эффекта, в действии наполнителей в полимерах, в водных дисперсиях полимеров поверхностные свойства дисперсных частиц и свойства макромолекул непосредственно связаны между собой. Интересной переходной формой между дисперсными и полимерными систе.мами являются дисперсии полимеров в пластификаторах (гл. IX). Много общего имеется также в диэлектрических свойствах, оптических свойствах (например, в явлениях светорассеяния, в двойном лучепреломлении при течении), гидродинамических свойствах. [c.16]

Таким образом, распределение в пространстве интенсивности рассеянного дисперсной системой поляризованного света может быть описано поверхностью вращения функции з1п2ф вокруг оси ф=0 ( бублик без дырки см. рис. VI—1). Сечения этой поверхности плоскостями дают так называемые индикатрисы светорассеяния. Обычно рассматриваются два характерных сечсиия плоскостью хОг, совпадающей с плоскостью поляризации падающего света, и перпендикулярной ей плоскостью хОу (в которой происходят колебания магиитного вектора первичной световой волны). При этом интенсивность рассеянного света рассматривается как функция лежащего в рассматриваемых плоскостях угла О между направлениями распространения первичной и рассеянной волн. В первом случае (рис. [c.162]

Оптические, в том числе визуальные методы наблюдения являются самым доступным средством изучения, идентификации и диагностики самых разных веществ и явлений. Перечень оптических свойств и методов контроля состава веществ и происходящих в них процессов достаточно обширен. Все они в той или иной мере применимы и к дисперсным системам. Простое перечисление существующих оптических свойств и явлений принесет мало пользы, а приемлемое по полноте описание слишком далеко уведет нас от основного предмета изучения — коллоидов. Поэтому сосредоточим внимание на одном уникальном оотическом свойстве коллоидов — способности рассеивать свет [35]. Если некоторая оптическая среда рассеивает свет, то это однозначно указывает на ее коллоидную природу. Если некоторый состав является коллоидным, то он непременно должен рассеивать свет. Никакие однородные среды не обладают способностью рассеивать свет. Другие оптические явления будут упоминаться только в той мере, в какой это необходимо для понимания тех или иных аспектов светорассеяния. [c.745]

Скорость К. измеряется числом частиц, слипающихся за единицу времени в единице объема. Она зависит от темп-ры, а также от природы дисперсной системы. Величина, обратная скорости К., служит мерой устойчивости дисперсной системы. Скорость К. находят, считая частицы, видимые с помощью ультрамикроскопа, или же, измеряя светорассеяние, а также и др. методами. Скорость К. определяется соотношением сил пр1гтяжения и отталкивания, действующих можду частицами на близких расстояниях. Силы притяжения можду сближающимися частицами, обусловливающие их слипание, являются результатом межмолекулярных взаимодействий. Силы отталкивания могут возникать при перекрытии и сближении ионных атмосфер двух частиц (влияние электрокиие-тического потенциала) илп их сольватных оболочек. Сопротивление утоньшению и деформации диффузного слоя и сольватной оболочки объясняют возникновением расклинивающего давления , к-рое отталкивает сближающиеся частицы (Б. В. Дерягин, П. А. Ребиндер). [c.304]

Интенсивность светорассеяния зависит от величины частиц дисперсной фазы, их концентрации, длины волны освещаемого света и показателей преломления веществ дисперсной фазы и дисперсионной среды. Интенсивность светорассеяния тем меньше, чем ближе показатели преломления компонентов дисперсной системы, и в том случае, когда показатели преломления равны, светорассея-нце отсутствует. [c.343]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология