Определение размеров частиц дисперсных систем турбидиметрическим методом

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

[pic 1]

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физической химии

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №26

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ»

Автор: студенты гр.                НБС-20                                        Книжник Р. А.        

        (шифр группы)        (подпись)        (Ф.И.О.)

Оценка:        

Дата:        

Проверил:                                                                 

        (должность)        (подпись)        (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург 2022

Цель работы: определение размеров дисперсных частиц, не подчиняющихся закону Рэлея.

Сущность работы: экспериментально измеряют кажущуюся оптическую плотность дисперсной системы при различных длинах волн (в достаточно узком интервале λ) и строят график в координатах lgD – lgλ. Затем рассчитывают средний (наиболее вероятный) радиус частиц исследуемой дисперсной системы. 

Оборудование и реактивы: фотоэлектроколориметр; кюветы толщиной 1 см – 2 шт.; пипетка градуированная объемом 1 мл – 3 шт.; пипетка градуированная объемом 2 мл – 3 шт.; пипетка градуированная объемом 5 мл – 3 шт.; стакан химический или колба объемом 50 мл – 6 шт.; сульфат натрия – 1,1 г Na2SO4⋅10H2O растворена в 50 мл глицерина (раствор I); хлорид бария – 2,45 г BaCl2⋅2H2O растворены в 50 мл глицерина (раствор II).

Общие сведения:

Дисперсная система — образования из двух или большего числа фаз (тел), которые практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически.

Уравнение Рэлея – если радиус частиц меньше длины полуволны падающего света r <  , то интенсивность света, рассеянного во все стороны одной частицей, пропорциональна интенсивности падающего света I = A или:[pic 2][pic 3]

I = 24[pic 4][pic 5]

где  – интенсивность падающего на частицу света, v – частичная концентрация, V – объём частицы или иного рассеивающего центра,  и  – показатели преломления, соответственно, дисперсной фазы и дисперсионной среды,  – длина волны.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

Эта формула справедлива для не поглощающих свет (бесцветных) незаряженных золей при условии, что радиус частиц меньше длины полуволны падающего света r < .[pic 10]

Уравнение Рэлея справедливо для дисперсных частиц с частицами правильной сферической формы.

В грубодисперных системах преобладает не рассеивание, а отражение света. При r   рассеивание заменяется отражением.[pic 11][pic 12]

Золи — высокодисперсные системы с частицами твердого вещества, перемещающимися в жидкости броуновским движением. Чаще всего золями называют системы с жидкой дисперсионной средой.

Оптическая плотность — мера ослабления света прозрачными объектами или отражения света непрозрачными объектами.

Длина волны – это расстояние, которое проходит волновой фронт за время, равное периоду колебаний.

Ход работы:

1. Приготовим золь BaSO4 по варианту «а», «b» или «с» по описанной ниже методике.

1.1 В химическом стакане или колбе объемом 50 мл приготовим смесь 1 на основе раствора I.

1.2 В другом химическом стакане или колбе объемом 50 мл приготовим смесь 2 на основе раствора II.

1.3 Смесь 1 осторожно выльем в смесь 2.