2015-07-14
1775
Закон Рэлея отражает зависимость интенсивности рассеянного света /р от следующих факторов:
• V- объём рассеивающей частицы;
• N- число частиц в данном объёме;
• nчаст и nср – показатели преломления частиц и среды;
• λ – длина волны падающего света;
• I0 – интенсивность падающего света;
• θ – угол рассеивания;
• R – расстояние от частицы до приёмника излучения.
Эмпирически установлен вид этой зависимости:
Закон Рэлея выполняется, если r ≤ О, 1λ. При r > 0,1 λ наблюдаются отклонения от закона Рэлея, что приводит к нарушению линейности графика.
Зависимость аналитического сигнала от концентрации. Условия проведения измерений
При соблюдении условий проведения измерений:
1. один и тот же прибор;
2. одна и та же методика анализа;
3. λ= const;
4. размер частиц r =const
используют следующие уравнения связи аналитического сигнала и
концентрации.
1. В нефелометрии уравнение Рэлея приводят к виду
Ip= k*C (12)
где k объединяет все постоянные величины.
2. В турбидиметрии измеряют не саму интенсивность прошедшего через суспензию света It, а кажущуюся оптическую плотность Акаж:
|
|
|
Акаж=lg It /I0 (13)
Эмпирически установленная зависимость Aкаж от многих факторов имеет вид,
Акаж=K 
где К – коэффициент пропорциональности;
l - толщина поглощающего слоя;
С – концентрация вещества в растворе;
d- диаметр частиц;
α – константа, зависящая от метода измерения;
λ- длина волны падающего света.
При соблюдении описанных выше условий её приводят к виду
Aкаж =k* l* C (14)
где k – молярный коэффициент мутности.
Поскольку аналитический сигнал сильно зависит от размера частиц суспензии, то необходимо строго соблюдать идентичность условий приготовления суспензий:
1. определённый порядок смешения реагентов;
2. одинаковая скорость смешения реагентов;
3. одинаковые концентрации исходных растворов;
4. постоянная температура;
5. добавление стабилизаторов (агар, желатин и т. П.);
6. одинаковое время выдержки приготовленных суспензий.
1.2.4. Приёмы нахождения неизвестной концентрации в нефелометрии и турбидиметрии
В нефелометрии и турбидиметрии чаще всего используют два из четырёх известных приёмов нахождения концентрации по величине аналитического сигнала:
1. Метод градуированного графика.
2. Нефелометрическое и турбидиметрическое титрование. Основано на измерении Ipили Акаж в ходе титрования. Кривые тирования всегда имеют вид, показанный на рис. 10
|
V®
V т.э. V®
Рис. 11. Кривые нефелометрического и турбидиметрического титрования
Возрастание сигнала до т. Э. связано с тем, что на этом этапе титрования образуются всё новые и новые порции осадка, поэтому мутность раствора возрастает. После т. Э. осадок перестаёт образовываться, и мутность остаётся практически постоянной или незначительно понижается за счёт разбавления раствора при титровании.
|
|
|
Метод стандартов и метод добавок используются редко, что обусловлено низкой точностью нефелометрического и турбидиметрического методов анализа.
1.2.5. Приборы для нефелометрических и турбидиметрических измерений
Для нефелометрических измерений используют нефелометры. Они аналогичны фотоколориметрам. Отличие заключается в том, что наблюдают не проходящий, а рассеянный свет, располагая фотоэлемент сбоку кюветы (обычно перпендикулярно падающему свету).
Для турбидиметрических измерений можно использовать приборы абсорбционной спектроскопии - фотоколориметры, абсорбциометры, спектрофотометры, а также специальные приборы - фототурбидиметры. Они отличаются от фотоколориметров наличием мешалки, благодаря чему частицы суспензии не оседают.
Принципиальная схема приборов показана на рис. 12.
Рис. 12. Принципиальная схема приборов для нефелометрических и турбидиметрических измерений
Основные узлы приборов для нефелометрических и турбидиметрических измерений:
1. источник излучения - лампа накаливания, т. к. измерения проводятся только в видимой части спектра;
2. монохроматизатор - светофильтр или дифракционная решётка;
3. кювета с образцом - стеклянная;
4. детектор (приёмник излучения) - фотоэлемент;
5. индикатор (измерительное устройство) - микроамперметр.
