588_Gulaja_E._V._Fiziko-khimija_nanomaterialov_

Светорассеяние в таких дисперсных системах описывается уравнением Геллера:

где К' – индивидуальная для данной системы константа, не зависящая от λ; n – характеристика дисперсной системы, причем n < 4.

Уравнение (6.4) получено при условии, что отсутствует поглощение света частицами, поэтому оно применимо только для неокрашенных золей. Соотношение между размером частиц дисперсной фазы и длиной волны падающего света характеризуется параметром Z:

где r – радиус коллоидной частицы.

В свою очередь параметр Z связан со значением показателя степени n в уравнении Геллера (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Взаимосвязь показателя n в уравнении Геллера с параметром Z

Зависимость IgD от Igλ представляет собой прямую линию, тангенс угла наклона которой равен (–n). Для определения n экспериментально определяют оптическую плотность системы при различных длинах волн и строят график в координатах IgD – Igλ. По найденному из графика значению n определяют значения Z. Затем по формуле (6.5) рассчитывают средний радиус частиц исследуемой дисперсной системы.

31

Экспериментальная часть

Объектом исследования является 0,05 %-ный «белый» золь канифоли. Его необходимо приготовить следующим образом: 20 мл дистиллированной воды налить в коническую колбу и нагреть до кипения; аналитической пипеткой отобрать 1 мл 1 %-го спиртового раствора канифоли и по каплям прилить к нагретой воде, тщательно перемешивая при этом образующийся золь; через бумажный фильтр отфильтровать примесь грубодисперсных частиц.

Измерение D проводят на фотоэлектроколориметре (ФЭК). Для этого полученную золь наливают в кювету (20 мм), в другую кювету, которая является кюветой сравнения, наливают дистиллированную воду. Затем обе кюветы помещают на оптическую скамью ФЭКа и измеряют оптическую плотность при λ = 400 нм (светофильтр № 3). Значение D исследуемого золя должно находиться в пределах 0,7–1,3.

Если значение D попадает в указанный интервал, то определяют оптическую плотность золя при всех длинах волн: от 315 нм (светофильтр № 1) до 630 нм (светофильтр № 9). При каждой длине волны оптическую плотность измеряют три раза и определяют среднее значение Dcp. Полученные экспериментальные данные заносят в табл. 6.1.

Табл. 6.1. Экспериментально полученные данные оптической плотности белого золя на разных длинах волн

Для проведения расчетов необходимо построить график в координатах lgDcp – lgλ, из которого находят (–n). Из графика, представленного на рис. 6.1, находят значения Z.

Далее по уравнению (6.5) рассчитывают радиус частицы исследуемого «белого» золя с использованием среднего значения длины волны λср в том интервале, в котором определятся показатель n.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Какими явлениями сопровождается прохождение света через дисперсные системы?

2.Различие оптических свойств высокодисперсных и истинных раство-

ров.

3.Светорассеяние в высокодисперсных системах. Уравнение Релея.

32

ЛИТЕРАТУРА

1.Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1982. – 463 с.

2.Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1975. – 512 с.

3.Менковский М.А., Шварцман Л.А. Физическая и коллоидная химия. –

М.: Химия, 1981. – 296 с.

4.Фролов Ю.Г., Гродский А.С. и др. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. – М.: Химия, 1986. – 156 с.

5.Практикум и задачник по коллоидной химии. Поверхностные явления

идисперсные системы / под ред. В.В. Назарова, А.М.Гродского. – М.: Академкни-

га, 2007. – 232 с.

33

34

Учебное издание

Гулая Елена Владимировна Зайцев Валерий Павлович Полянская Анна Валерьевна

ФИЗИКО-ХИМИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Редактор В.П. Зайцев

Корректор М.Г. Девищенко

Утверждено редакционно-издательским советом от 29.06.2015 г.

Подписано в печать 10.02.2016.

Формат бумаги 62 × 84/16, отпечатано на ризографе, шрифт № 10, 2,2 п. л., заказ № 31, тираж – 50.

Редакционно-издательский отдел СибГУТИ 630102, г. Новосибирск, ул. Кирова, 86, офис 107, тел. (383) 269-82-36

35