pravou absorpcí - pohlcené záření zvýší vnitřní energii molekul systému a přemění se v teplo Lambertův-Beerův zákon: I = I

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "pravou absorpcí - pohlcené záření zvýší vnitřní energii molekul systému a přemění se v teplo Lambertův-Beerův zákon: I = I"

Božena Kopecká
před 5 lety
Počet zobrazení:

I x o ( - turbidita) průsvitné systémy s molkulárním nbo iontovým stupněm disprzity (plyny, většina kapalin a pravých roztoků,

1 Zmnšní intnzita světla při prostupu hmotou: pravou absorpcí - pohlcné zářní zvýší vnitřní nrgii molkul systému a přmění s v tplo Lambrtův-Brův zákon: I = I c x o ( - xtinční koficint) rozptylm na částicích systému, - zářní opět mitováno v formě světlné nrgi I = I x o ( - turbidita) průsvitné systémy s molkulárním nbo iontovým stupněm disprzity (plyny, většina kapalin a pravých roztoků, amorfní a krystalické látky) přvážně pravá absorpc systémy s rozptýlnými částicmi koloidních nbo větších rozměrů rozptyl světla (Tyndallův jv)

2 pozorovatlný jn při různých indxy lomu disprzních částic a disprzního prostřdí! hrrubéé diissprrzz - (částic vlké v srovnání s vlnovou délkou světla) odraz a lomu světlných paprsků na nrovném povrchu částic pod různými úhly difuzní rozptyl za současné polarizac - zákal, pozorovatlný v libovolném směru, i v tnkých vrstvách. kolloiidníí diissprrzz - (rozměry částic srovnatlné s vlnovou délkou světla nbo mnší) intnzita rozptylného světla nižší - v tnkých vrstvách obvykl v procházjícím světl čiré; jmný zákal až v tlustých vrstvách proti tmavému pozadí (opalscnc) Inttnziitta světtlla I,, rozpttýllného částtiicíí pod úhllm v vzdállnosttii r I 0 o 4 1 A M n (1 cos ) w dn I N r ( B w ) dw Cllková iinttnziitta světtlla rozpttýllného v všch směrch I rr 3 3 d n r o NA w M I I n n indx lomu disprzní soustavy, n0 indx lomu čistého disprzního prostřdí, M molární hmotnost disprzního podílu, w hmotnostní koncntrac w d ( B w ) B druhý viriální koficint - B < 0 přvládají přitažlivé síly mzi částicmi tndnc k shlukování disprzních částic, proto j v daném okamžiku v něktrých objmových lmntch koncntrac podstatně vyšší nž v jiných fluktuac, vlká intnzita rozptýlného světla B > 0 přvažuj vliv odpudivých sil, rovnoměrnější rozdělní disprzních částic v prostoru, snížní průměrné fluktuac a nižší hodnota I Z těchto rovnic plyn: podmínkou pro to, aby nastal rozptyl světla, j optická htrognita systému - rozdíl v indxch lomu - u lyofobních systémů splněno - intnzivní rozptyl; u lyofilních systémů - slabší rozptyl; při průchodu bílého světla systémm j světlo kratších vlnových délk (modré) mnohm víc rozptylováno nž dlouhovlnné (črvné) U částic sic dostatčně malých v srovnání s, al anizomtrických závisí rozptyl i polarizac na jjich orintaci vzhldm k směru osvětlní. Např. u jhlicovitých částic j rozptyl maximální, dopadá-li světlo kolmo na jjich osu. U kulovitých částic, jjichž rozměry jsou srovnatlné s, přichází světlo rozptýlné v různých bodch částic do místa pozorování s různou fází. Intrfrncí paprsků, ktré njsou v fázi, dochází k zslabní intnzity. Intrfrncí s intnzita rozptylu oslabí zjména pro úhly větší nž 90. Rozptýlné světlo nní v žádném směru úplně polarizováno. U systémů, jjichž částic jsou schopny absorbovat světlo (pohlcná nrgi j přměňována v tplo) nbo jsou lktricky vodivé (soly kovů), vykazuj závislost rozptylu na vlnové délc maximum, ktré s při zvětšní stupně disprzity posouvá k črvnému konci (barvnost kovových solů, jjichž barvy závisí na vlikosti částic).

Mtodami rozptylu světla lz stanovovat koncntraci disprzního podílu v koloidních nbo hrubých disprzích a mohou být použity i k zjišťování vlikosti, molární hmotnosti, tvaru a intrakcí částic.

měřní procházjícího zářní můž být použit standardní spktrofotomtr nní tdy třba zvláštního přístroj. Vhodnější pro koncntrovanější systémy (zslabní primárního paprsku zřděnými systémy j vlmi malé).

3 Mtodami rozptylu světla lz stanovovat koncntraci disprzního podílu v koloidních nbo hrubých disprzích a mohou být použity i k zjišťování vlikosti, molární hmotnosti, tvaru a intrakcí částic. Měřní rozptylu světla Základní uspořádání přístroj pro měřní rozptylu světla nffllomttrrii - měřní intnzity rozptýlného světla buď pod konstantním úhlm 90 o, nbo v závislosti na úhlu - používána pro systémy zřděné, příp. slabě zakalné zdroj světla disprzní systém dtktor rozptýlného zářní NEFELOMETRIE tturrbiidiimttrrii - měřní zslabní primárního paprsku způsobné rozptylm při průchodu paprsku disprzním systémm (k měřní procházjícího zářní můž být použit standardní spktrofotomtr nní tdy třba zvláštního přístroj. Vhodnější pro koncntrovanější systémy (zslabní primárního paprsku zřděnými systémy j vlmi malé). Měřní zákalu např. při výrobě nápojů, v úpravnách vody, při měřní koncntrac suspnzí apod. dtktor procházjícího zářní TURBIDIMETRIE V opticky anizotropním prostřdí (optické vlastnosti zd závisjí na směru) j rychlost šířní světla v různých směrch různá. Primární paprsk s štěpí na dva paprsky, řádný a mimořádný, ktré postupují různými směry. Tnto jv s nazývá dvojlom světla. Optickou anizotropii pozorujm u krystalů všch soustav, kromě krychlové. Anizotropní krystaly jsou opticky jdnoosé nbo dvojosé. Paprsk, ktrý dopadá na stěnu jdnoosého krystalu s při vstupu rozkládá na dva paprsky, z nichž každý s lám jiným způsobm: Paprsk řádný, ktrý j polarizován, s nvychyluj z roviny dopadu a jho vlnoplocha má tvar koul; pro tnto paprsk j krystal opticky izotropní. Paprsk mimořádný, ktrý j polarizován v rovině kolmé na polarizační rovinu paprsku řádného, při lomu s vychyluj z roviny dopadu a jho vlnoplocha má tvar rotačního lipsoidu. dopadající světlo (npolarizované) řádný paprsk (polarizovaný) mimořádný paprsk (polarizovaný) Pouz v směru optické osy krystalu dvojlom nnastává. V opticky dvojosých krystalch jsou takové směry dva a poměry jsou značně složitější. pllyny aa kaapaalliiny,, kolloiidníí rrozzttoky - žádná stálá orintac částic (translační a rotační pohyb) nní možnost anizotropního uspořádání

diissprrzz ss aaniizzomttrriicckýmii ččáássttiiccmii - orintac s disprzních částic dlšími osami v směru toku (a) (b) (c) u x + h ( du x / dy) u x dvojlom za toku (systém s za toku chová jako opticky

z rozdílu indxů lomu řádného a mimořádného paprsku) stanovit molární hmotnost linárních polymrů. d Částic hrubě disprzních systémů viditlné v optickém mikroskopu.

4 diissprrzz ss aaniizzomttrriicckýmii ččáássttiiccmii - orintac s disprzních částic dlšími osami v směru toku (a) (b) (c) u x + h ( du x / dy) u x dvojlom za toku (systém s za toku chová jako opticky jdnoosý krystal s optickou osou totožnou s směrm toku) Dvojlom za toku umožňuj dokázat anizomtrii částic studovaného solu a z naměřných charaktristik dvojlomu (např. z rozdílu indxů lomu řádného a mimořádného paprsku) stanovit molární hmotnost linárních polymrů. d Částic hrubě disprzních systémů viditlné v optickém mikroskopu. Indx lomu částic musí být dostatčně odlišný od indxu lomu prostřdí. Zvětšní určuj vlikost obrazu, al rozlišovací schopnost určuj množství rozlišitlných dtailů. Roozzl liššoovvaaccí í sscchhooppnnoosst t mikkrroosskkooppuu - posuzována podl mz rozlišní, rovné vzdálnosti d mzi dvěma body, ktré j zapotřbí, abychom dostali jjich zřtlně odlišné obrazy. Rozlišovací schopnost j tdy tím větší (tj. d tím mnší), čím j větší indx lomu optického prostřdí n a odklon krajních paprsků, ktré jště vstupují do objktivu, od optické osy n sin (úhl ) nbo čím j mnší vlnová délka použitého světla. Podmínky pro pozorování koloidních částic v ultramikroskopu sol musí být dostatčně zřděný, aby vzdálnost mzi částicmi byla větší nž rozlišovací schopnost mikroskopu; jinak by jdnotlivé body splývaly; částic nsmějí být ani příliš malé, ani příliš vlké. V prvém případě by nbyly vidět pro malou intnzitu jimi rozptylovaného světla, v druhém případě by pozorování rušily difrakční kruhy, ktré s tvoří okolo větších částic; indxy lomu disprzní fáz a disprzního prostřdí musí být dostatčně rozdílné, jinak j rozptyl npatrný a částic málo zřtlné. anizomtrické částic - blikají Stanovní vlikosti částic npřímou cstou: V vzorku solu objmu V s určí střdní počt disprzních částic N, z známé hmotnostní koncntrac solu w a hustoty disprzního podílu p - objm částic υ: w mp w V υ r = (3 υ /4) 1/3 V N Schéma p Optického Ultramikroskopu Ultrakondnzoru mikroskopu

místo světlných paprsků - svazk rychl ltících lktronů - zářní vlmi krátké vlnové délky, dané použitým urychlujícím napětím vlnová délka lktronu o hmotnosti m náboji rychlosti v, d Brogliův vztah h m

U m h 9 1 1,3 10 U m U Při průchodu přdmětm s lktrony rozptylují na tuhých částicích do stran; tlustší vrstvy a spcificky těžší parti přdmětu rozptylují víc.

Tím j také omzna tloušťka zkoumaného přdmětu; příliš silné vrstvy jsou nprůhldné bz ohldu na své složní. Vytvořní obrazu: pomocí magntických nbo lktrostatických čočk.

5 místo světlných paprsků - svazk rychl ltících lktronů - zářní vlmi krátké vlnové délky, dané použitým urychlujícím napětím vlnová délka lktronu o hmotnosti m náboji rychlosti v, d Brogliův vztah h m v Rychlost lktronu závisí na urychlujícím napětím U 1 m v = U v. U m h 9 1 1,3 10 U m U Při průchodu přdmětm s lktrony rozptylují na tuhých částicích do stran; tlustší vrstvy a spcificky těžší parti přdmětu rozptylují víc. Rozptýlné lktrony opustí osu mikroskopu a nvytvářjí obraz. Proto vypadají hmotnější části na obrazu méně prosvětlné. Tím j také omzna tloušťka zkoumaného přdmětu; příliš silné vrstvy jsou nprůhldné bz ohldu na své složní. Vytvořní obrazu: pomocí magntických nbo lktrostatických čočk. Zdroj lktronových paprsků: trubic s žhavnou katodou, paprsky jsou usměrňovány kondnzorm, procházjí přdmětm do objktivu, za ktrým s vytváří první rálný obraz. Tn s zvětšuj okulárm a na fluorscnčním stínítku nbo na fotografické dsc s vytváří druhý rálný obraz, ktrý lz jště zvětšit fotografickou cstou. prparáty musí být vlmi tnké musí snést vysoké vakuum nárazy lktronů při ozařování v mikroskopu disprz musí být přd analýzou vysušna (vakuovaná cla) zvětšní kontrastu a zjištění výšky nrovností povrchu - stínováním diiffrrakcc a rrozzpttyyll paprrssků X - Dbyova-Schrrrova mtoda (odraz paprsků na krystalových rovinách, ktré splňují podmínku n = d sin, kd n j clistvý násobk vlnové délky, d vzdálnost dvou sousdních mřížkových rovin a j úhl, ktrý svírají paprsky s mřížkovou rovinou), krystalické látky - charaktristiské obrazc: soustřdné kruhy nbo oblouky amorfní matriály - jn difuzní kruhy diiffrrakcc llkttrronů - pro vlmi tnké filmy nbo povrchové vrstvy (mnohm mnší schopnost pronikání)

Podobné dokumenty

pravou absorpcí - pohlcené záření zvýší vnitřní energii molekul systému a přemění se v teplo Lambertův-Beerův zákon: I = I

Zmenšení intenzita světla při prostupu hmotou: pravou absorpcí - pohlcené záření zvýší vnitřní energii molekul systému a přemění se v teplo Lambertův-Beerův zákon: I = I c x o e ( - extinční koeficient)