Работа 2. Определение размеров частиц дисперсных систем, не подчиняющихся уравнению Рэлея

При проведении эксперимента используют золи латекса или серы.

Латекс получают по методике, описанной в работе 1. Значение оптической плотности латекса, измеренное с помощью фотоэлектроколориметра (λ=440 нм) должно находиться в пределах 0,70 – 0,95. Если значение D меньше или больше указанных, следует соответственно увеличить или уменьшить концентрации дисперсной фазы в латексе.

Для получения гидрозоля серы используется окислительно-восстановительная реакция между гипосульфитом и соляной кислотой.

В мерных колбах объемом 50 мл готовят отдельно водные растворы гипосульфита и соляной кислоты с концентрацией растворенных веществ от 0,1 н до 0,02 н (по указанию преподавателя). Затем равные объемы (10-15 мл) растворов соляной кислоты и гипосульфита смешивают и наблюдают за образованием гидрозоля (помутнением раствора). Удобнее и надежнее проводить эти наблюдения с помощью фотоэлектроколориметра. Для этого полученный раствор выливают в кювету фотоэлектроколориметра и наблюдают за изменениями оптической плотности. Через некоторое время показания перестают изменяться – образуется дисперсная система с определенными размерами частиц дисперсной фазы. Так же, как и в случае с гидрозолем латекса, значения оптической плотности D гидрозоля серы, измеренные на светофильтре с длиной волны 440 нм, должны находиться в пределах от 0,70 до,95.

После приготовления золей по описанным выше методикам определяют их оптическую плотность D при различных длинах волн падающего света (в интервале 440 – 670 нм). При каждой длине волны оптическую плотность измеряют на фотоэлектроколориметре три раза и рассчитывают среднее значение .

Далее находят значения и и строят график в координатах . Зависимости (или ) от в соответствии с уравнениями (44) Геллера представляют собой прямую линию, тангенс угла наклона которой равен показателю степени «n» с минусом. Значение показателя степени «n» в этих уравнениях зависит от соотношения между размером частицы и длиной волны падающего света, характеризуемого параметра «z»:

С увеличением «Z» значения «n» уменьшаются, стремясь в пределе к 2 для частиц, радиус которых больше длины волны. При малых значениях «Z» соблюдается уравнение Рэлея и n = 4. Значения «n» для «Z» от 2 до 8 приведены на табл. 2.

В работе показателя «n» определяют по тангенсу угла наклона полученной прямой линии. По значению «n» находят соответствующее значения параметра «Z» (см. табл. 2). Результаты записывают в табл. 3.

Таблица 2

Показатель степени n в уравнении Геллера в зависимости от параметра

Таблицы 3

Экспериментальные данные для расчета размеров частиц дисперсных систем, не подчиняющихся уравнению Рэлея

λ, нм		D			n	Z	r

По уравнению (46) рассчитывают радиус частиц дисперсной системы. Следует учесть, что при расчете Z в уравнение (46) нужно подставить среднее значение длин волн в том интервале, в котором определялся показатель степени «n». Величину находят по соотношению:

Найденное значение r соответствует среднему радиусу частиц гидрозоля.

Дата добавления: 2014-12-16