Поглощение света и окраска золей

Оптические свойства дисперсных систем в проходящем свете.

При обсуждении рассеяния света цвета принималось, что частицы дисперсных систем не поглощают свет. Однако, многие коллоидные системы имеют окраску, что говорит о поглощении ими света в соответствующей области света. Золи могут быть бесцветны и иметь постоянную окраску, интенсивность которой меняется от концентрации дисперсной фазы и размера частиц.

Золи в проходящем свете кажутся гомогенными и очень похожи на истинные растворы. Поглощение света в них подчиняется закону Бугера – Ламберта - Бера, аналогично поглощению в цветных истинных растворах:

J_П – интенсивность прошедшего света

(8.14)

где - коэффициент поглощения,

l – толщина слоя золя

с – концентрация золя

Коэффициент учитывает рассеяние света (мутность системы). Золи подчиняются закону Бугера-Ламберта-Бера при условии, что дисперсность частиц постоянна.

Произведение называют оптической плотностью раствора или экстинкцией, а - молярный коэффициент экстинкции. При определении Д с использованием монохроматного света всегда указывается длина волны – Д_λ.

Выражение - светопропускание или относительная прозрачность раствора. Молярный коэффициент поглощения - const, характерное для данного вещества. Ее легко определить, если с =1 и l =1,

Закон Бугера – Ламберта - Бера приложим для золей с высокой степенью дисперсности и малой концентрацией золя, когда исключается взаимное влияние частиц, и если слой золя имеет сравнительно небольшую толщину.

Золи с металлическими частицами очень сильно поглощают свет, что обусловлено генерацией в частицах электрического тока, большая часть энергии превращается в теплоту. Для золей металлов характерна селективность поглощения. С ростом дисперсности максимальное поглощение сдвигается в сторону коротких волн. Для золей золота, радиус которых 20 нм наблюдается поглощение в зеленой части спектра – λ = 530 нм, они имеют ярко - красный цвет.

r = 40 - 50 нм – желтая часть спектра λ_max =590 - 600 нм

r = min – высокодисп., синяя часть спектра, λ_max =440 - 450 нм

Золь желтого цвета, как и истинный р-р AuCl₃.

Окраска золей зависит от размера частиц.

В зависимости от дисперсности меняется и интенсивность окраски, она максимальна для средних размеров частиц ультрамикрогетерогенных систем и уменьшается как при увеличении, так и при уменьшении дисперсности. Окраска многих минералов и драгоценных камней обусловлена наличием в них высокодисперсных частиц металлов и их оксидов. Рубиновые стекла – оксида золота и железа.

Дата добавления: 2014-01-11