Теоретические основы нефелометрического метода, Рассеяние света. Определение светорассеивания - Прибор контроля мутности сточных вод. Нефелометр
Рассеяние света. Определение светорассеивания
Если пoмeстить мутный раствор в кювету фотометрического прибора, то световой поток, прoхoдя через кювету, будет поглощаться (если раствор окрашен), частично прoхoдить через кювету, не изменяя направления (трансмиссия), чaстичнo рассеиваться, изменяя свое направление, отклоняясь под различными углами (рассеивание). Трансмиссия и рассеяние света зависит от длины волны светового потока, его частоты, интенсивности, а также от свойства рассеивающей среды: размера частиц, их формы, количества, способности к поляризации и др. Если в процессе измерения размер частиц в растворе будет меняться (например, в результате взаимодействия антиген-антитело), то будет соответственно меняться поток проходящего и интенсивность рассеянного света.
Характер (тип) рассеивания зависит от соотношения длины волны света и диаметра частицы, на которой происходит рассеивание.
Интенсивность потока рассеиваемого небольшими частицами подчиняется уравнению Релея (уравнение V1, приложение1) , где Ir и Io соответственно интенсивность рассеянного и падающего света, n1 и n - коэффициенты преломления частиц и среды; N - общее число частиц; V - объем частиц; л - длина волны падающего света; d - расстояние до наблюдателя; в - угол, образованный падающим и рассеянным светом. В условиях нефелометрического определения ряд величин остается постоянным и уравнение (V1) переходит в V2 (Приложение1)
Множитель 1/ л4 указывает на быстрое возрастание интенсивности рассеянного света с уменьшением длины волны падающего света. Так как красный свет рассеивается меньше, чем любой другой при прочих равных условиях, различные сигнальные огни (стоп-сигналы, огни маяка и т. д.) бывают красные.
Серьезное затруднение в практике нефелометрии состоит в том, что интенсивность рассеянного света зависит от объема частиц. Большое значение в связи с этим приобретает унификация методики приготовления взвеси - строгое соблюдение концентрационных и температурных условий, порядка и скорости смешения растворов, введение защитных коллоидов и т. д. При строгом соблюдении этих условий объемы частиц суспензии получаются примерно одинаковые, и их размер вполне удовлетворительно воспроизводится от опыта к опыту.
Концентрацию можно выразить числом частиц в единице объема. Уравнение (V3) где V - объем суспензии; NA - постоянная Авогадро.
Подставляя уравнение (V.3) в (V.2) , получаем (V4)
При постоянных V, х, l уравнение (V.4) принимает вид: уравнение (V5) или (V6). ( Прило?ение 1)
Уравнение (V.6) показывает, что отношение интенсивности рассеянного света к интенсивности падающего пропорционально концентрации взвешенных частиц. Калибровочный график в координатах IН/I0 как функция С будет линеен. Тем не менее иногда можно встретить рекомендацию строить калибровочный график в координатах Dкаж - С, где DКаж - так называемая относительная или кажущаяся оптическая плотность, рассчитываемая как
DКаж=-lg(IН/I0)
Такая рекомендация дается, например, в заводских описаниях некоторых нефелометров (НФМ и др.).
Из (V.6) следует уравнение (V7) ( Приложение1) т. е. DКаж уменьшается с ростом концентрации, что вполне понятно, так как с увеличением концентрации увеличивается число рассеивающих частиц и интенсивность рассеянного света возрастает.
В соответствии с уравнением (V.7) график в координатах DКаж - lg С будет линеен в противоположность графику в координатах DКаж - С.
В основе рассеяния на малых частицах лежит явление дифракции. Рассеивание света каждой частицей не зависит друг от друга, рассеянный свет распространяется во всех направлениях, однако максимальное количество света рассеивается под углом 0 и 180 градусов к лучу, падающему на частицу (Приложение 2, рис. 1А.). При длине волны 400 нм такой тип рассеивания будет и характерен для частиц диаметром менее 40 нм. К таким частицам в плазме крови относятся многие плазменные белки, в том числе иммуноглобулины, в?липопротеиды, альбумин и т. д. При увеличении размеров частиц (для плазменных белков размер в диапазоне от ? 40 до 400 нм) рассеивание становится несимметричным и максимальное количество света рассеивается в направлении падающего луча (Приложение 2, рис.1Б). Такой тип рассеивания будет характерен при л 400 нм для IgM, хиломикронов и формирующихся комплексов антигенов с иммуноглобулинами. Когда размер частиц превышает длину волны света (в нашем примере диаметр больше 400 нм) несимметричность светорассеяния еще больше увеличивается (Приложение 2, рис. 1В). Такой тип рассеивания будет характерен для взвеси бактерий, для клеток крови (тромбоцитов, эритроцитов) и других крупных частиц. Интенсивность рассеяния света определяется средним числом рассеивающих частиц в единице.
Похожие статьи
-
Сравнивая величины рассеянного и падающего света Ir и Io можно определять концентрацию веществ в растворе. Такой метод исследования называется...
-
Введение, Оптические методы анализа. Выбор метода - Прибор контроля мутности сточных вод. Нефелометр
Цель работы: Ознакомление с нефелометрическим методом определения мутности воды в сточных водах производства бытовой химии. Основные задачи для...
-
Методика определения взвешенных веществ основана на выделении их из пробы путем фильтрования воды через предварительно взвешенный бумажный или мембранный...
-
Область применения Настоящий нормативный документ устанавливает методику определения содержания взвешенных и прокаленных взвешенных веществ...
-
Выводы, Литература - Прибор контроля мутности сточных вод. Нефелометр
Выполнив данную работу можно выявить следующие недостатки и достоинства: Недостатки метода: не учитывает целостность молекулы, пригоден для определения...
-
Нефелометр НФМ - Прибор контроля мутности сточных вод. Нефелометр
Нефелометр НФМ предназначен для определения концентрации коллоидных растворов, суспензий и эмульсий. Принцип действия прибора основан на уравнивании...
-
При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия: - температура воздуха 20 - 28 °С -относительная влажность воздуха не...
-
Модели/ Технические хар-ки Turb 550 WTW Turb 555 2100P HACH Turb 350 IR 2100N Принцип действия Нефеломет-рический Нефеломет-рический соотношение...
-
1. Содержание взвешенных веществ в анализируемой пробе воды Рассчитывают по формуле: Где: - содержание взвешенных веществ, мг/куб. дм; - масса бюкса с...
-
Выполнение измерений - Прибор контроля мутности сточных вод. Нефелометр
Определение взвешенных веществ Перед проведением анализа пробу гомогенизируют. В зависимости от содержания взвешенных веществ для анализа используют от...
-
Так как в красильном цеху наблюдается превышение норматива сброса загрязняющих веществ (Прямой черный З, Розовый О, Активный черный С, Хромовый черный О,...
-
Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия, масс-спектрография, масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) -- метод, исследования вещества...
-
В воздухе -- колориметрический метод, экстракционно-фотометрический метод, спектрографический метод; в биологическом материале -- колориметрический...
-
Свет Свет необходим для жизни, так как это источник энергии для фотосинтеза, однако есть и другие аспекты его воздействия на живые организмы....
-
Очистка сточных вод методом флотации - Методы очистки воды
Под флотацией (от французского flotter -- плавать) понимают расщепление твердых микрочастиц с разной смачиваемостью. Это несмачиваемые водой...
-
Электрохимические методы анализа - это совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на электрохимических явлениях,...
-
В зависимости от характера взаимодействия электромагнитного излучения с веществом различают следующие группы спектроскопических методов анализа: -...
-
Динамика численности и плотности популяций находится в тесной зависимости от рождаемости или плодовитости и смертности. Рождаемость - это способность...
-
Последовательность операций при измерении концентрации пыли. Методы измерения концентрации пыли данной группы включают следующие основные операции: 1)...
-
Вакуумная флотация, Напорная флотация, Импеллерная флотация - Очистка сточных вод методами флотации
Вакуумная флотация основана на понижении давления ниже атмосферного в камере флотатора. При этом происходит выделение воздуха, растворенного в воде. При...
-
Защита водоемов от загрязнений сточными водами, Методы очистки сточных вод - Охрана водных ресурсов
Степень очистки и условия выпуска сточных вод в водоемы регламентируют специальные "Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами"....
-
Очистка сточных вод методами флотации: - Очистка сточных вод методами флотации
Флотация пузырьками, образующимися путем механического дробления воздуха (механическими турбинами-импеллерами, форсунками, с помощью пористых пластин и...
-
Водоотводящие системы и сооружения - это один из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и...
-
Пример. Оценить влияние сточных вод на водные объекты 1. Исходные Данные Выше створа Rв водоем сбрасываются: 1. Недостаточно очищенные...
-
Для проведения пенной флотации производят измельчение руды до крупности 0,5-1,0 мм в случае природногидрофобных неметаллических полезных ископаемых с...
-
СВЕТ, КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР - Основы экологии
Свет - это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе, обеспечивая создание растительностью Земли...
-
Состав сточных вод и основные методы их очистки - Сточные воды и основные методы их очистки
Водоотводящие системы и сооружения - это один из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и...
-
Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - достаточно сложная задача, что обусловлено преимущественным многообразием находящихся в воде...
-
Электрический метод - Контроль промышленных выбросов
Этот метод основан на четырех принципах измерения запыленности; контактном, использующем способность пылевых частиц электризоваться в результате трения;...
-
20-е столетие характеризовалось интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн....
-
Расчет циклона - Техника защиты окружающей среды
Постановка задачи: Необходимо очистить газы в объеме =11,2 м3/с, температурой tГ=170 0С. Начальная концентрация пыли СН=140 г/м3, плотность частиц...
-
Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на...
-
В отделе РБ производственный контроль осуществляется лабораторией внешнего радиационного контроля (ЛВРК), и лабораторией автоматизированной системы...
-
Хромато-масс-спектрометрия - Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг
Масс-спектрометры используются для анализа органических и неорганических соединений. Органические вещества в большинстве случаев представляют собой...
-
Фильтрование воды через слой гранулированного угля или введение в воду порошкообразного активного угля являются наиболее универсальными методами удаления...
-
Элементы плодородия почвы - Основы экологии
Основное свойство почвы -- плодородие. Это: - совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай с. х. растений O способность почв обеспечивать...
-
Объект и методы исследования Объект исследования. Систематика:CORMOPHYTA - Высшие растения Отдел: Maqnoliophyta (Anthophyta) - Цветковые или...
-
Формирование различных типов биоценоза - Биологическая очистка сточных вод
Описанные три основные типа биоценоза активного ила формируются в своеобразных экологических условиях, обеспечивающих определенное качество очистки,...
-
ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ - Основы экологии
Поверхностные слои почвы легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений - токсикантов пагубно влияют на...
-
20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек....
Теоретические основы нефелометрического метода, Рассеяние света. Определение светорассеивания - Прибор контроля мутности сточных вод. Нефелометр