Коллоидты химияның оптикалық қасиеттері

Дисперсті системалардың оптикалық қасиеттерін зерттеу ондағы бөлшектердің құрылымын, түрін, өлшемін және концентрациясын анықтауға септеледі. Коллоидты ерітінділердің оптикалық және молекулалық-кинетикалық қасиеттерін біріктіріп, өзара ұштастырып зерттеген нәтижелі. Дисперсті системадағы электромагнитті жарық толқынының қозғалысын қарастырайық. Дисперстік ортадан өтетін жарық бөлшектермен әрекеттесіп, жұтылады, шағылысады немесе шашырайды. Жарықтың бөлшек бетіне тиіп, онан шағылысуы оптиканың геометриялық заңы бойынша, яғни толқын ұзындығы бөлшек өлшемінен кіші болса ғана жүзеге асады. Спектрдің көрінетін бөлігі үшін бұл шарт ірі дисперсті системаларда ғана сақталады. Ал, бөлшек өлшемі толқын ұзындығынан едәуір кіші болатын коллоидты системаларға басқа жарық шашырату құбылысы тән.
Дисперсті система арқылы өткен жарық сәуленің интенсивтілігі біршама төмендейді және бірден екі процесті тудырады: жұту және шашырату. Жарық жұтылған кезде оның энергиясы жылуға айналады. Боялған орталардың көмегімен жарық жұтудың негізгі заңдылығын Ламберт пен Беер анықтаған. Ламберт заңына орай, ерітіндінің өте жұқа қабаты арқылы өтетін жарық интенсивтілігінің өзгеруі, өзі өткен ерітінді қабатының қалыңдығына тура пропорционалды, ал Беер заңына сәйкес ерітіндіде еріген зат концентрациясының жоғарылауы ерітінді қабатының қалыңдығы сияқты әсер етеді. Ламберт және Беер заңын дифференциалды тұрғыдан біріктіріп өрнектеуге болады:
dI=KCdx (1)
мұндағы dI - өткен жарық интенсивтілігі; К-пропорционалдық коэффициенті; С-ерітінді концентрациясы; dx-жарық өткен ерітінді қабатының қалыңдығы.
Бұл теңдеудің интегралдық түрі:
ІІ0е-КСх (2)
немесе
ln (3)
мұндағы І0 – ерітіндіге түскен жарық интенсивтілігі; І – ерітіндіден шыққан жарықтың интенсивтілігі.
Осы тұста ескерте кететін бір жай бар: егер ерітінді концентрациясын өзгерткенде еріген зат диссоциацияланбаса немесе агрегацияланбаса, онда Ламберт-Беердің біріккен заңы орындалады.
(3) теңдеудің оң жағындағы бөлігін (lgІ0/І) оптикалық тығыздық деп атайды. Ондағы пропорционалдық коэффициентін көбінесе жарық жұтудың молекулалық коэффициенті деп те атайды және оны ерітінді концентрациясы мен қабат қалыңдығы 1-ге тең болатын жағдайда оптикалық тығыздық ретінде қабылдайды. Жарықтың жұтылу заңын жоғарыдағы шарт орындалған жағдайда, яғни молекулалар мен бөлшектерде диссоциация мен агрегация жүрмегенде ғана дисперсті және коллоидты системаларға қолдануға болады екен. Дисперсті системаларға тән оптикалық құбылыс – жарықтың шашырауы. Жарық шашыраған кезде түскен сәуле энергиясы жылуға айналмастан, оны бөлшектер әр түрлі бағытта қайтадан шығарады. Сондақтан да шашыраған жарықты қараңғы фонға қарсы бүйірінен байқауға
        
        Коллоидты химияның оптикалық қасиеттері
Дисперсті системалардың оптикалық қасиеттерін ... ... ... ... ... және ... анықтауға
септеледі. Коллоидты ерітінділердің оптикалық және молекулалық-кинетикалық
қасиеттерін біріктіріп, өзара ұштастырып зерттеген ... ... ... ... ... ... қарастырайық.
Дисперстік ортадан өтетін жарық ... ... ... ... ... ... бөлшек бетіне тиіп, онан шағылысуы
оптиканың геометриялық заңы бойынша, яғни толқын ұзындығы бөлшек өлшемінен
кіші болса ғана ... ... ... ... ... үшін бұл шарт ... ... ғана сақталады. Ал, бөлшек өлшемі толқын ... кіші ... ... ... ... жарық шашырату құбылысы
тән.
Дисперсті система арқылы өткен жарық ... ... ... және ... екі ... ... жұту және шашырату. Жарық
жұтылған кезде оның энергиясы жылуға ... ... ... ... ... негізгі заңдылығын Ламберт пен Беер анықтаған. Ламберт ... ... өте жұқа ... ... ... ... ... өзі өткен ерітінді қабатының қалыңдығына тура пропорционалды, ал
Беер ... ... ... ... зат ... жоғарылауы
ерітінді қабатының қалыңдығы сияқты әсер етеді. Ламберт және Беер заңын
дифференциалды тұрғыдан біріктіріп өрнектеуге ... ... dI - ... жарық интенсивтілігі; К-пропорционалдық
коэффициенті; С-ерітінді концентрациясы; ... ... ... ... ... интегралдық түрі:
І(І0е-КСх ... ... І0 – ... ... ... ... І – ... жарықтың интенсивтілігі.
Осы тұста ескерте кететін бір жай бар: егер ... ... ... зат ... немесе агрегацияланбаса, онда
Ламберт-Беердің біріккен заңы орындалады.
(3) теңдеудің оң ... ... ... ... ... ... ... пропорционалдық коэффициентін көбінесе жарық жұтудың
молекулалық коэффициенті деп те атайды және оны ерітінді ... ... ... 1-ге тең ... жағдайда оптикалық тығыздық ретінде
қабылдайды. Жарықтың жұтылу заңын жоғарыдағы шарт орындалған ... ... мен ... ... мен ... ... ... және коллоидты системаларға қолдануға болады екен. Дисперсті
системаларға тән ... ...... ... ... ... ... сәуле энергиясы жылуға айналмастан, оны бөлшектер әр ... ... ... ... да ... ... ... фонға
қарсы бүйірінен байқауға болады.
Жарықтың шашырауын жүйелі түрдезерттеу ХІХ ғасырдың ортасында басталды
(1852ж. Брюкке; 1857ж. Фарадей; 1869ж. Тиндаль). Әсіресе, ... ... өте ... және ... ... ол ... ... шашырауын
байқаудың бірден-бір жеңіл де қарапайым ... ... ... ... ... ... ... жерге орналастырып, оның бүйір жағынан
жарық сәулесін түсіреді. Осындағы бүйір жағынан ... ... ... деп ... шашырау теориясын Релей (1871-1899жж.) зерттеген. Оның бұл
теориясын бөлшек ... ... ... ... ұзындығынан бірнеше есе
кіші, шар ... ток ... ... қолдануға болады. Жарық
толқыны электр ... ... ... диэлектрлік бөлшектерде
индуцирленген дипольдер пайда болып, олардың өздері де ... ... ... бар. ... шашырататынын жарықтың интенсивтілігін (S1) ... ... ... ... Ө - ... ... шоғы мен шашыраған жарық ... ... ... l – шар тәрізді бөлшек пен жарық шашырауын бақылайтын
окулярге ... ... V – ... ... ( - ... ... ... – жарық интенсивтілігі; n1 және n0 - ... ... пен ... ... сыну ... ... ... шашыратқан жарықтың трлық интенсивтілігін мына
формуламен есептейді:
(5)
Егер берілген коллоидты системадан бірлік өлшемдегі көлемді ойша бөліп
алсақ және осы ... (1 ... ... олар бір-бірінен алыс орналасса,
оларға электр өрісі әсер ... ... онда ... ... ... ... интенсивтілігі төмендегідей:
RN (N1R1
(6)
Релей теңдеуінен (5), (6) коллоидты системалардағы бөлшек ірілеген
сайын, жарықтың шашырауы күшейетінін ... ... ... де бұл ... бөлшек өлшемі толқын ұзындығының 1/20 – інен аспауы қажет еткенін
ескерген жөн. Жарықтың шашырауына толқын ұзындығы күшті әсер ... ... (5) және (6) ... ... ... ... ... және
бөлшек бөлімінде тұрғанын ескерсек, онда жарық шашырағанда қысқа толқынды
сәуле таратылады. Сондықтан ... ... ... ... ... ... ... ақ жарық шашыраған кезде қысқа толқынды сәулені
таратып, ұзын ... ... ... ... ... ... фаза мен ... сыну көрсеткіштерінің айырмасына
тікелей тәуелді болады. Ал егер олардың сыну ... ... ... онда мұндай система жарықты өте нашар шашыратады. Осы орайда тағы да
назар аударарлық бір жай бар: егер ... фаза мен орта ... ... арқылы ғана ерекшеленсе, онда система ашық
түстерге боялады, мұны ... ... ... ... ... ... ал ... системадағы жарықтың
шашырау қабілеті одан да басымырақ. Сан ... ... ... газдардағы, сұйықтағы және кристалдағы жарықтың шашырауына
олардың оптикалық бір қалыптылығының ... мен ... ... әсерінен системаның бір бөлігіндегі атомдар мен молекулалардың
концентрациясы орта ... ... ... ... ... ... ... орташа мәннен ауытқып кететін флуктуация теорисын, бұрын да
айтылғандай Смолуховский зерттеп, ... ... ... ... оның ... және ... дәрежесінің максимумы түсетін сәуле бағытына перпендикуляр
орналасады. Ал әр түрлі бағытта ... ... ... ... ... байланысты болады екен. Мысалы, шар ... ... ... оған ... ... ... толық
полюстенеді екен, ал бөлшек ұзын таяқша тәрізді ... және ... ... ... онда шашыратылған жарықтың небәрі 70 % -і полюстенеді
екен. Түскен жарықтың өзгеруі мен осы өзгеріске тәуелді құбылыстар коллидты
системадағы ... ... ... ... ... ... Бұл ... оптикалық қасиеттке негізделген әдістер
арқылы зерттеуге болады екен. Енді ... ... ... ... ... мен ... әдісіне тоқталайық.
Нефелометрия. Бұрын да айтылғандай, дисперсті ... ... ... құбылыстар бөлшектің түрі мен өлшемін анықтау үшін
кеңінен қолданылады. ... ... ... ... бөлшектердің концентрациясын анықтауға арналған аналитикалық
әдісті нефелометрия деп атайды. Оның ... ... ... ... ... А және В кювета. Олардың біріне мысал, А ... ... ... ... ... ал ... (В) ... ерітінді құйылады. Олардың бүйір жағынан жарық түсіріледі, сонда
жарық кювета ... ... не ... ... ... ... қозғалғыш тетік (Д) арқылы теңестіріледі де, қалыпты
және өлшенетін кюветалардың h1 және h2 ... ... ... ... ... ол ... ерітіндіге қатынасты. Екі кюветаның ара
қашықтығын ... h1 және h2 ... ... ... ... кері ... болады. Кейбір жағдайларда шашыраған жарық
интенсивтілігінен гөрі, ... орта ... ... жарық шоғының
интенсивтілігін салыстыру ыңғайлы.
Анализдеудің мұндай түрдегі ... ... деп ... Жарық
шашырататын орта арқылы өткен жарықтың интенсивтілігін келесі теңдеу арқылы
өлщеуге болады:
І(І0е-КСх
(7)
мұндағы С – бөлшектер концентрациясы; l – ... ... K – ... ... ... ... ... бар екенін ескерткен
жөн. Мұндайда жарық квантының әсерінен электрондар әр түрлі энергетикалық
деңгейге ... ... ... өзгерісті аса сезімтал оптикалық
аспаптар тез тіркеп, тиісті мәлімет көрсетеді.
Ультрамикроскопия. ... ... ... ... ... ... ... ультрамикроскопты қолданады. Аббе ұсынған
жарықтың диффракциялық теориясы бойынша, оптикалық құралдардың көрсету
мүмкіндігі екі ... ... ((2n(sin () ... кем ... ... ... (( - жарық толқынының ұзындығы; n – ортанрың сыну ... - ... ... ... ... Осы ... мен ... жүргізілген көптеген есептеулерге қарап, мұндай ... ... ... ... өлшемін анықтауға болады. Осындай
есептеулер кезінде алынған шама 2,5 х 10-5 – 1,8 х 10-5 см ... ... ... ... ... кәдімгі микроскопта көрінбегенімен
ультрамикроскопта жақсы көрінеді.
1903 жылы Р.Зигмонди мен ... ... ... ... ... әдіс ... зерттеуді ... ... деп ... әдісі бойынша жекеленген бөлшектердің
шашыратқан жарығы байқалады. Мұны қараңғы бөлмеге ... ... ... сәуледегі шаң, тозоң бөлшектерін байқағанмен салыстыруға болады. Ал,
ғалымдар Э.Коттон және А.Мутон 1903 жылы ... ... ... ... ... ... ... сәулесі бірдей, яғни бір
жазықта орналасқан ультрамикроскоп түрін ... оны ... ... ... үшін олар ... ішкі ... эффекті пайдаланды.
Ультрамикроскопия әдісі коллоидты системадағы бөлшектердің орташа
өлшемін анықтауға мүмкіндік ... Ол үшін ... ... ... ... (n) ... Егер жалпы көлем V, ал дисперсті ... m ... онда ... ... ... d – ... фазаның тығыздығы.
Уақыт өткенімен бөлшктерден шашыраған жарық интенсивтілігі аса ... ... ... ... ... ... ... жайлы нанымды талдаулар мен талқылауды жасауға
мүмкіндік береді. Ал, ...... яғни ... емес ... ... ... ... қозғалыс салдарынан олар тек қана
жылиды.
Б.В.Дерягин және Г.Я.Власенко ... ... үшін ... әдісін ұсынды. Құрамында аэрозольді бөлшектері бар ауа
камерадан тұрақты жылдамдықпен ... ... ... ... ... реттеледі. Жарықтың бөлшектерден шашырауы осы ... ... ... ... ... оптикалық сына арқылы
реттей отырып бөлшектер белгілі өлшем аралығында не көрініп, не ... ... ... Өстіп коллоидты системаларды өлшеміне орай
жіктеуге болады ... ... ... ... ... ... ... әрі
жиі, әрі сенімді қолданылып жүргені – электронды микроскопия әдісі. Мысалы,
электронды микроскопия әдісін пайдаланып, коллоидты системаның пайда ... ... ... ... ... ... Ғалымдар В.Каргин
және Э.Берестнева электронды микроскопия әдісі арқылы зольдердің ... ... ... ... ... агрегаттар түріндегі дисперсті
фазаның бөлшектері туындап, шамалы уақыт өткен соң ... олар ... ... анықтады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 5 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 200 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Биофизика6 бет
Коллоидты химия пәні7 бет
Микрогетерогенді жүйелер және олардың практикалық маңызы9 бет
"Физика" пәнінен тест сұрақтар6 бет
Коллоидтық жүйелердің оптикалық қасиеттері4 бет
Химияның маңызы және міндеті8 бет
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар17 бет
Аналитикалық химияның талдау әдістері17 бет
Аналитикалық химияның ғылыми және тәжірибелік маңызы12 бет
Атом молекулалық ілім. Химияның негізгі түсініктері мен стехиометриялық заңдары (Зат массасының сақталу заңы, құрам тұрақтылық заңы, еселік қатынастар заңы, көлемдік қатынастар заңы, эквиваленттер заңы, Авогадро заңы)13 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь