Рассеяние коллоидными частицами

Появление конуса Фарадея — Тиндаля объясняется явлением рассеяния света коллоидными частицами размером 0,1—0,001 мкм. Длина волн видимой части спектра 0,76—0,38 мкм, поэтому каждая [c.295]

Оптические свойства коллоидных систем. Давно было замечено, что путь светового луча, проходящего через совершенно прозрачный коллоидный раствор золота, становится видимым, если рассматривать его сбоку на темном фоне. Это явление получило название эффекта Тиндаля (рис. 186) оно вызывается рассеянием света коллоидными частицами. Подобное явление, вероятно, знакомо каждому, кто наблюдал за световым лучом, проходящим тонким пучком в темном помещении (например, в кинотеатре), или за лучом прожектора иа темном фоне ночного неба. Луч виден со стороны только в тех случаях, когда на пути его имеются в большом числе мелкие частицы пыли или тумана, рассеивающие свет. [c.535]

Одним из наиболее точных экспериментальных методов определения размеров коллоидных частиц является фотонная корреляционная спектроскопия [62 - 66]. Сущность метода заключается в определении коэффициента диффузии коллоидных частиц путем измерения спектрального состава рассеянного света. Результаты прямых измерений размеров асфальтеновых ассоциатов в модельных растворах углеводородов описаны в работе [64]. В качестве объектов исследования были выбраны первичные асфальтены, выделенные из гудрона смеси западно-сибирских нефтей и индивидуальные углеводороды толуол, циклогексан, н-пентан. Показано, что размеры асфальтеновых ассоциатов в зависимости от их концентрации в растворе (до 10% мае.) и растворителя варьируются от 2,0 до 13,5 нм. [c.84]

Размер частиц можно определить двумя методами нефелометри-ческим и турбидиметрическим. По первому методу измеряют непо-средствешю интенсивность света, рассеянного под некоторым углом к падающему лучу света. По второму методу измеряют ослабление интенсивности света при прохождении его через дисперсную систему. Последний метод, называемый турбидиметрическим, используется в данной работе. Он основан на том, что при ТЕрохождении 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 с помощью фотометра или колориметра ослабление интенсивности [c.32]

Молекулярно-кинетические, реологические и оптические свойства коллоидных систем. Физической и коллоидной химией изучаются такие явления, как седиментация коллоидных частиц, их движение, вязкость коллоидных растворов, рассеяние ими света и др., и разрабатываются совершенная технология и методы анализа мягких лекарственных форм, растворов высокомолекулярных веществ и т. д. [c.11]

Методы исследования золей (определение размера, формы и заряда коллоидных частиц) основаны на изучении их особых свойств, в частности оптических, обусловленных гетерогенностью и дисперсностью. Из явлений, возникающих при действии света на золь, наиболее характерно рассеяние света. Это явление проявляется в виде опалесценции при боковом расстворе-нии золя, через который проходит световой луч, внутри коллоидной системы наблюдается светящийся конус (явление Тиндаля). [c.423]

Можно показать также, что этот закон справедлив и для не слишком мутных коллоидных растворов, в которых тиндале-во рассеяние света мало. Если при работе с такими растворами наблюдается отклонение от закона Ламберта — Бера, следует изменить число и размеры коллоидных частиц. Таким образом, закон Ламберта — Вера можно при определенных условиях применить для определения концентраций коллоидных растворов. [c.357]

Световой поток от лампы 1 падает на прозрачную пластинку 2 и часть этого потока попадает в камеру 3 с дистиллированной водой, в которой помещается кювета с исследуемым коллоидным раствором. Свет, рассеянный коллоидными частицами, под углом 135° к падающему, пройдя через линзу 5, попадает в фотометрический узел прибора и обусловливает яркость одной половины поля зрения. Другая часть светового потока, отраженная от прозрачной пластинки 2, попадает на рассеиватель 4 . Свет, прошедший через рассеиватель и линзу 5, также попадает в фотометрический узел, создавая яркость второй половины поля зрения. Световые потоки, попавшие в фотометрический узел, проходят соответствующие измерительные Рио. IV.2. Оптическая схема нефелометра диафрагмы 6, каждая из которых НФМ. связана со своим отсчетным бара- [c.124]

На рис. 8 изображен кардиод — конденсор. Он состоит из двух оптических линз 1 и 2. Лучи от зеркала М, пройдя кольцевой прорез диафрагмы ДД, претерпевают в линзе 1 полное внутреннее отражение и входят в линзу 2. В линзе 2 лучи снова отражаются, а затем через предметное стекло 4 освещают каплю исследуемого раствора и нацело отражаются от наружной поверхности покровного стекла. При таком ходе лучей в объектив микроскопа будут попадать лишь лучи, рассеянные коллоидными частицами, а остальное поле зрения будет темным. [c.92]

К оптическим свойствам золей, отличающих их как от грубо-дисперсных систем, так и от истинных растворов, относится явление опалесценции. Опалесценция — это светорассеяние, наблюдаемое при боковом освещении коллоидно-дисперсных систем. Опалесценцию можно наблюдать, если четырехгранную кювету с золем, помещенную перед темным экраном, освещать сбоку проекционным фонарем появляющийся светящийся конус носит название эффекта Тиндаля (рис. 77). Свечение коллоидного раствора в проходящем свете происходит вследствие рассеяния коллоидными частицами падающего на них света. [c.204]

В то время как в обычном микроскопе луч света, пройдя через осветительную систему и тубус, попадает в глаз наблюдателя, в ультрамикроскопе лучи от источника света, сконцентрированные в осветительной системе, падают на исследуемый раствор под прямым углом к тубусу, не попадая в глаз наблюдателя. При таком боковом освещении в глаз наблюдателя попадают только лучи, рассеянные коллоидными частицами наблюдатель видит [c.184]

Если метод определения заключается в образовании осадка, то тщательное перемешивание приведет к тому, что заметить его будет довольно трудно. В этом случае просветите пробирку лучем света, чтобы увидеть его рассеяние (эффект Тиндаля, см. разд. Б.2). Рассеяние света подтвердит присутствие осадка в виде коллоидных частиц. [c.47]

В основе многих классических методов исследования дисперсных систем, в частности изучения размеров коллоидных частиц растворов технических продуктов, используемых в производстве пластических смазок, в лакокрасочной промышленности и других случаях применения, лежит измерение светорассеяния. Однако исследование указанным методом нефтяных дисперсных систем часто осложнено либо вовсе невозможно вследствие значительного поглощения света и больших величин оптической плотности исследуемых систем. В подобных случаях оптические исследования осуществляются при разбавлении систем, пренебрегая вторичным рассеянием света. [c.83]

Основной целью Рэлея было объяснение синего цвета неба. Для этого он разработал теорию рассеяния света частицами (1871 г.), согласно которой яркость рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны света. Следовательно, если исходный свет — белый, то рассеянный свет обогащается коротковолновыми компонентами и приобретает голубой оттенок, характерный также для многих коллоидных систем при боковом освещении, тогда как в проходящем свете остается больше длинноволновых компонент, которые придают ему красный оттенок. Позднее Рэлей, как и Планк, предположил, что рассеяние вызвано молекулами воздуха. Это предположение опроверг Л. И. Мандельштам в своей диссертации (1907 г.), показав, что основная часть рассеянного света обусловлена флуктуациями плотности в атмосфере. [c.20]

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]

Исследования, проведенные Рэлеем, показали (1871 г.), что интенсивность / света, рассеянного коллоидным раствором, прямо пропорциональна концентрации Л/, частиц дисперсной фазы, радиусу г этих частиц в четвертой степени и обратно пропорциональна длине световой волны к в четвертой степени [c.276]

Наиболее характерным отическим свойством дисперсных систем в диапазоне видимой части электромагнитного излучения (световой диапазон) является рассеяние света иа коллоидных частицах. Обусловлено это сравнимостью размеров частиц а с длиной волны А, светового излучения. [c.254]

Как видно из уравнения Рэлея, интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна числу коллоидных частиц в единице объема (так называемой частичной концентрации коллоида) и очень резко зависит от размеров коллоидных частиц, так как прямо пропорциональна квадрату их объема, или шестой степени их линейных размеров. [c.37]

Рассеяние света возможно, если размер коллоидных частиц меньше длины волны проходящего света и показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды различны. Интенсивность светорассеяния резко увеличивается с уменьшением длины световой волны. В рассеянном свете коллоидные растворы имеют синеватый оттенок, а в проходящем — красно-оранжевый. На явлении рассеяния света золями основаны методы определения их дисперсного состава. [c.155]

В заключение отметим, что все методы определения размера и формы коллоидных частиц, основанные на измерении рассеяния света, пригодны в основном только для бесцветных (белых) золей. Для окрашенных золей и в особенности. для металлических золей эти методы без существенных коррективов применять нельзя. [c.53]

Определение размеров и формы коллоидных частиц по рассеянию ими света [c.29]

Если коллоидная частица по форме приближается к сфере, то независимо от ее положения относительно направления светового потока интенсивность ее освещения в поле ультрамикроскопа будет неизменной. Иная картина наблюдается, если частицы имеют значительную асимметрию, например имеют форму палочек или листков. Интенсивность рассеянного света будет минимальной, если направление падающего луча света параллельно длинной оси палочки или листа, или максимальной, если направление падающего луча света перпендикулярно длинной оси. Вследствие непрерывного теплового движения частицы изменяют свое положение относительно направления светового потока, соответственно изменяется яркость рассеянного света, направленного в сторону объектива, и в результате будет наблюдаться мерцание. Это позволяет в какой-то мере оценить форму частицы. [c.394]

В коллоидных системах к этому добавляется еще эффект рассеяния света коллоидными частицами, наиболее значительный для лучей г риьигрй л.пинпй нплны. т. е. для синих и фиолетовых лучей. Этот фактор действует значительно слабее, чем избирательное поглощение колебаний с определенной длиной волны, однако влияние его все же заметно проявляется. Вследствие этого в отраженном (точнее говоря, в рассеянном) свете большинство бесцветных коллоидных растворов имеет синеватый оттенок, а в проходящем свете, соответственно, — оранжевый или красноватый, так как проходящий свет частично лишается синих и фиолетовых лучей. Если само вещество дисперсной фазы коллоида окрашено, то коллоидный раствор приобретает интенсивную окраску. Таковы, например, оранжевые золи сернистого мышьяка или темно-коричневые золи гидроокиси железа. При этом в некоторых случаях на цвет раствора оказывает влияние и степень дисперсности. Так, высокодисперсные золи золота окрашены в ярко-красный цвет при уменьшении степени дисперсности цвет их изменяется и становится темно-синим при коагуляции. [c.536]

Оптические свойства коллоидных растворов. Если рассматривать путь светового луча, проходящего через совершенно прозрачный коллоидный раствор, сбоку на темном фоне, то он становится видимым. Этот оптический эффект называется конусом Тиндаля (рис. 59). Он вызывается рассеянием света частицами дисперсной фазы коллоидного раствора и является следствием коллоидной степени дисперсности этих частиц. При сильном увеличении каждая частица в конусе Тиндаля кажется светящейся точкой. Размеры и форму частиц нельзя установить, можно лишь подсчитать их число. [c.172]

Интенсивность (яркость) света, рассеянного в результате дифракции при прохождении через коллоидную систему, зависит от количества и размеров коллоидных частиц, а также от длины волны падающего света, [c.36]

Кроме ультрамикроскопа могут быть использованы ультраконденсоры различной конструкции, которые помещают под столик микроскопа вместо обычного осветительного конденсора. Принцип их устройства заключается в том, что свет, освещающий коллоидный раствор, не попадает в объектив микроскопа это дает йозможность наблюдать рассеянный коллоидными частицами свет. [c.36]

Световой поток от лампы 1 падает на прозрачную пластинку 2 и часть этого потока попадает в камеру 3 с дистиллированной водой, в которой помещается кювета с исследуемым коллоидным раствором. Свет, рассеянный коллоидными частицами, под углом 135° к падающему, пройдя через линзу 5, попадает в фотометрический узел прибора и обусловливает яркость одной половины поля зрения. Другая часть светового потока, отраженная от прозрачной пластинки 2, попадает на рассеиватель 4 . Свет, прошедший через рассеиватель п линзу 5, также попадает в фотометрический узел, создавая яркость второй половины поля зрения. Световые потоки, попавшие в фотометрический узел, проходят соответствующие измерительные диафрагмы 6, каждая из которых связана со своим отсчетным барабаном (левым и правым). Оба потока, пройдя объективы 7, призмы 8, фокусирующую линзу 9, светофильтр 10 и окуляр 11, попадают в глаз наблюдателя, который видит поле зрения и форме круга, разделенного пополам вертикальной линией. Яркость левой половины поля зрения определяется интенсивностью света, прошедшего правую диафрагму, а яркость правой половины — интенсивностью света, прошедшего левую диафрагму. На отсчетных барабанах нанесены шкалы. Отсчет ведут но черной шкале, показывающей (в о) отношение площади диафрагмы при данном раскрытии к площади макси-малыгого раскрытия диафрагмы. [c.124]

Образование коллоидных систем в аналитической химии имеет не только отрицательное значение. По светопоглощению коллоидного раствора можно определить количество коллоидообразующего вещества (турбидиметрия). Для этого также можно измерять пн-тепсивпость рассеянного коллоидными частицами света (нефелометрия). В подобных случаях устойчивость коллоидных систем увелич и -ают добавлением подходящего гидрофильного коллоида (желатины, казеина, альбумина и т. п.). Частицы гидрофильного коллоида покрывают частицы гидрофобного коллоида, и вся система приобретает стабилизирующую гидратную оболочку. 1 с-иользуемые при этом гидрофильные коллоиды назьк-ают защитными коллоидами. [c.131]

То же явление рассеяния света коллоидными частицами положено в основу особого метода исследования коллоидных систем — ультрамикроскопии. В пучке света, проходящем в темной ком-н ате, мы видим иногда простым глазом сверкания отдельных крупных пылинок. Наблюдая этот эффект при помощи микроскопа, можно обнаружить и сверкания, вызываемые отдельными коллоидными частицами. Небольшой плоскостенный сосуд — кювету / с коллоидным раствором освещают сбоку проходящим через линзу 3 интенсивным пучком света от электрической дуги 2 и рассматривают с помощью микроскопа 4 на темном фоне (рис. 187). В этих условиях каждая коллоидная частица представляется светящейся точкой. С помощью ультрамикроскопа можно определять [c.535]

Рассеяние света всегда происходит ио различным направлениям по отношению к проходящему лучу света. Рассеянный свет образует вокруг коллоидной частицы, являющейся центром рассеяния, светящееся поле. В грубодисиерсных системах все лучи спектра рассеиваются одинаково. В очень высокодисперсных системах интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна длине волны в четвертой стеиени. Таким образом, наиболее сильному рассеянию подвергается свет с короткими волнами (фиолетовый и синий), свет с длинными волнами (красный и оранжевый) рассеивается слабее. Поэтому высокоднсперсные коллоидные спстемы в большинстве случаев синеватые ири наблюдении в боковом рассеянном свете, а в проходяидем свете — красноватые. Коллоидные системы с частицами, размеры которых соизмеримы с длиной волны света, обычно рассеивают лучше свет с короткими волнами. При этом разница в силе рассеяния света различных длин воли сказывается менее резко. Интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна длине волны в третьей, второй и первой степени. [c.197]

Неокисленные битумы имеют более высокое содержание ароматических углеводородов, меньшее содержание парафино-нафтеновых углеводородов и асфальтенов. Неокисленные битумы и полимеры СБС имеют большое сродство и поэтому в большей степени совместимы. Это первая причина лучшей совместимости. Вторая - повышенное содержание асфальтенов в составе битумов приводит к стерическим затруднениям при совмещении, причем сами асфальтены в процессе растворения не участвуют, а более высокое содержание асфальтенов характерно как раз для окисленных битумов. И третье. Исследование коллоидной структуры битумов методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей показало, что в составе окисленных битумов содержится 30-31% мелких коллоидных частиц размером до 16 А и 69-70% крупных коллоидных образований с размерами до 440 А. Такой битум, представленный в основном грубодисперсными частицами, можно отнести к системам типа золь-гель . Неокисленный битум содержит 85-86% частиц с размерами 9-10 А и лишь 12-13% частиц с размерами до 405 А. Такую коллоидную систему можно отнести к типу золь . В мелкодисперсной системе заметно выше скорости диффузии растворителя в полимер, процессы набухания проходят быстрее, растворение более полное. [c.39]

Первые опыты по ориентации коллоидных частиц в потоке были выполнены Зидентопфом (1912 г.), причем он наблюдал не двойное лучепреломление, а изменение распределения интенсивности света, рассеянного в различных направлениях. Этот метод дает разнообразные возможности для определения свойств коллоидных частиц. Разработкой его количественных аспектов позже занимались Накагаки и Геллер (1959 г.). [c.32]

Объяснение. Эффект искрящихся слоев, известный в литературе под названием Шлирен-эффекта, обусловлен тем, что большинство коллоидных частиц имеет так называемую анизодиаметрическую форму, т. е. форму чешуек, палочек, нитей и т. д. Поэтому интенсивность рассеянного света зависит в данном случае от угла, образуемого падающим пучком лучей и длинной осью частицы золя. По этой причине и возникают искрящиеся слон при движении коллоидного раствора. [c.168]

Все сказанное относилось к рассеянию света бесцветными коллоидными частицами, не проводящими электрического тока. При специфическом поглощении каких-нибудь лучей зависимость интенсивности светорассеяния от V и v , согласно уравнению Рэлея, нарушается, меняется степень поляризации рассеянного света и т. д. В частице, рроводящей электричество, электромагнитное поле световой волнь индуцирует электродвижущую силу. В результате в проводнике возникает переменный электрический ток, к к и в самом электромагнитном поле. Следствием этого является преобразование электрической энергии в тепловую. В таких условиях к(3 боткие электромагнитные волны (от 100 до 1000 нм) практически пблйостью поглощаются. Это свойство проводников, к которьш относятся металлы, и является причиной их непрозрачности. [c.38]

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]

Оптические свойства коллоидных систем. Для коллоидных растворов характерно рассеяние света в результате дифракции оно обусловлено их ультрамикрогетерогенностью, так как размеры коллоидных частиц соизмеримы с длиной волны вадимого света. В истинных растворах и чистых жидкостях светорассеяние слабо выражено. Поэтому наблюдением светорассеяния в виде светящегося конуса часто пользуются для отличия золей от истинных растворов. Интенсивность света /, рассеиваемого под углом 90° едини- цей объема раствора, рассчитывается по уравнению Релея [c.264]

Рассеяние света возможно, если размер коллоидных частиц меньше длины волны проходящего света и показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды различны. Интенсивность светорассеяния резко увеличивается с уменьшением длины световой волны. В рассеянном свете коллоидные растворы имеют синеватый оттенок, а в проходящем — краснооранжевый. [c.423]

Важными свойствами коллоидных систем являются их оптические свойства. Если через слой коллоидного раствора пропустить яркий пучок лучей, то в жидкости появляется светлый конус. Это явление получило название эффекта Тиндаля (конуса Тиндаля) (рис. ХУП1.1). Оно обусловлено рассеянием света на взвешенных в жидкости коллоидных частицах. В золях размеры частиц меньше длин волн лучей видимого света. Поэтому [c.227]

Принциа сравнительной нефелометрии. Сравнительная нефелометрия основана на сопоставлении способности коллоидных систем рассеивать свет. Сравнивая интенсивности света, рассеянного исследуемой коллоидной системой и стандартной системой, для которой известны размер частиц или концентрация дисперсной фазы, можно определить либо размер коллоидных частиц, либо концентрацию дисперсной фазы исследуемой системы. Конечно, в первом случае исследуемая и стандартная системы должны иметь одинаковую концентрацию дисперсной фазы, а во втором случае они должны содержать частицы одинакового размера. Ни<ке рассмотрен принцип [c.28]

Следует помнить, что уравненне Рэлея справедливо для очень разбавленных растворов, так как оно не учитывает вторичного рассеяния света частицами. Поэтому стандартный раствор должен быть сильно разбавленным. Исследуемый раствор также приходится разбавлять примерно до такой гке концентрации. При разбавлении коллоидной системы может произойти десорбция стабилизатора, что приведет к нарушению агрегативной устойчивости системы и к агрегации частиц, т. е. к изменению их размера. В этом случае измерение концентрации по светорассеянню невозможно. Чтобы избежать агрегации, разбавление коллорщпой системы проводят раствором стабилизатора. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология