НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИЙ И ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

А. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ

§ 41. Общая характеристика методов

При прохождении пучка света через дисперсные системы наблюдается рассеяние или поглощение света твердыми частицами. Это явление положено в основу нефелометрии и турбидиметрии.

Интенсивность светового потока, рассеиваемого небольшими твердыми частицами взвеси, описывается уравнением Рэлея:

где I и интенсивности рассеянного и падающего света соответственно; — функция, зависящая от показателя преломления частиц в растворе; — общее число частиц во взвеси; — объем частицы; — длина волны дадающего света; — расстояние до наблюдателя; — угол между направлениями падающего и рассеянного света.

При нефелометрических определениях все измерения проводят при определенных значениях . Поэтому, объединяя их в одну константу, можно записать:

Отсюда интенсивность рассеянного светового потока прямо пропорциональна числу частиц во взвесях, т. е. концентрации частиц, находящихся в растворе. Из приведенной выше формулы следует, что интенсивности рассеянного света в двух растворах с частицами одинаковой формы и размеров относятся между собой, как концентрации частиц определяемого вещества:

Это уравнение лежит в основе нефелометрических определений. При нефелометрических определениях измеряют интенсивность рассеянного света в направлении, перпендикулярном к направлению первичного пучка света.

При турбидиметрическом методе анализа интенсивность светового потока уменьшается вследствие поглощения и рассеяния светового потока и определяется уравнением:

где — интенсивность светового потока, прошедшего через раствор и падающего соответственно; С — концентрация поглощающих частиц в растворе; — толщина поглощающего слоя раствора; d — средний диаметр поглощающих частиц; К и а — константы, зависящие от метода измерения и природы суспензии; — длина волны.

При аналитических турбидиметрических определениях все измерения проводятся при определенных значениях К, d, а и . Объединяя их в одну постоянную величину, получаем:

(48)

Это уравнение имеет вид, аналогичный уравнению Бугера — Ламберта—Бера, но здесь К — молярный коэффициент мутности раствора.

При турбидиметрических определениях измеряют интенсивность света потока, выходящего из кюветы в направлении падающего пучка света.

Приведенные уравнения справедливы только для очень разбавленных суспензий (не более 100 мг на ). Турбидиметрические и нефелометрические методы обладают высокой чувствительностью. Однако применяются они не широко, что объясняется трудностью получения взвесей с одинаковыми размерами частиц. Количественные нефелометрические и турбидиметрические определения проводят, пользуясь калибровочной кривой.

Для точных исследований используют метод уравнивания. Довольно широко применяется метод фототурбидиметрического и фотонефелометрического титрования.