Общая характеристика методов - Нефелометрия и турбидиметрия

При прохождении пучка света через дисперсные системы наблюдается рассеяние или поглощение света твердыми частицами. Это явление положено в основу нефелометрии и турбидиметрии.

Нефелометрический метод анализа основан на измерении интенсивности светового потока, рассеянного твердыми частицами, находящихся в растворе во взвешенном состоянии.

Турбидиметрический метод анализа основывается на измерении интенсивности потока, прошедшего через раствор, содержащий взвешенные частицы.

Интенсивность светового потока, рассеиваемого небольшими твердыми частицами взвеси, описывается уравнением Рэлея:

Где IН и I0 - интенсивности рассеянного и падающего света соответсвенно,

N1 и n2 - коэффициенты преломления частиц и среды,

N - общее число частиц во взвеси,

V - объем частиц,

Л - длинна волны падающего света,

R - расстояние до наблюдения,

В - угол между направлениями падающего и рассеянного света.

При нефелометрических исследованиях величины n, n1, r и в остаются постоянными, и поэтому уравнение Рэлея может быть написано в упрощенном виде:

Где К - коэффициент пропорциональности. 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.

Отсюда интенсивность рассеянного светового потока прямо пропорциональна числу частиц во взвесях, т. е. концентрации частиц, находящихся в растворе. Из приведенной выше формулы следует, что интенсивности рассеянного света в двух растворах с частицами одинаковой формы и размеров относятся между собой как концентрация частиц определяемого вещества:

I1 / I2 = C1 / C2

Это уравнение лежит в основе нефелометрических определений. При нефелометрических определениях измеряют интенсивность рассеянного света I в направлении, перпендикулярном к направлению первичного пучка света.

При турбидиметрическом методе анализа интенсивность светового потока уменьшается в следствии поглощения и рассеяния светового потока и определяется уравнением:

Lg I0/I = K'*Сld3/d4+бл4

Где I и I0 - интенсивность светового потока, прошедшего через раствор и падающего соответственно,

С - концентрация поглощающих частиц в растворе,

L - толщина поглощающего слоя в растворе,

D - средний диаметр поглощающих частиц,

K' и б - константы, зависящие от метода измерения и природы суспензии,

Л - длинна волны.

При аналитических турбидиметрических определениях все измерения проводятся при определенных значениях K', d, б, л. Объединяя их в одну постоянную величину, получаем:

Lg I0/I = KCl или D = KCl

Это уравнение имеет вид, аналогичный уравнению Бугера-Ламберта-Бера, но здесь К - молярный коэффициент мутности раствора.

При турбидиметрических определениях измеряют интенсивность света I, выходящего из кюветы в направлении падающего пучка света.

Приведенные уравнения справедливы только для очень разбавленных суспензий (не более 100мг на 1л). Турбидиметрические и нефелометрические методы обладают высокой чувствительностью. Однако применяются они не широко, что объясняется трудностью получения взвесей с одинаковыми размерами частиц. Количественные нефелометрические и турбидиметрические определения проводят, пользуясь калибровочной кривой.

Для точных исследований используют метод уравнивания. Довольно широко применяется метод фототурбидиметрического и фотонефелометрического титрованияю.

Похожие статьи




Общая характеристика методов - Нефелометрия и турбидиметрия

Предыдущая | Следующая