Коллоидная химия (стр. 9 )

где h - вязкость дисперсионной среды, r - радиус частицы; v - скорость её движения.

После некоторого начального промежутка времени, когда седиментирующая частица движется с ускорением, эти две силы уравновешивают друг друга и движение частицы становится равномерным. При этом

Fg = Fh

и, следовательно

4/3 pr3(r - r0) g = 6phrv ,

откуда получаем уравнение Стокса для скорости седиментации:

Если r > r0, то происходит оседание частицы, если же r < r0, то - всплывание, т. е. обратная седиментация, характерная для газовых и большинства жидкостных эмульсий. При условии r = r0 числитель уравнения Стокса обращается в нуль, и в соответствии с этим седиментация не будет происходить. Таким образом, равенство или близость значений плотностей вещества частиц и дисперсионной среды является одним из факторов седиментационной устойчивости дисперсных систем. Другим важным фактором устойчивости является степень дисперсности частиц. Из уравнения Стокса следует, что скорость седиментации будет уменьшаться пропорционально квадрату их радиуса, т. е. чем больше степень дисперсности, тем больше и седиментационная устойчивость. Третьим фактором, влияющим на устойчивость систем, является вязкость дисперсионной среды. Так как величина h стоит в знаменателе уравнения Стокса, скорость седиментации будет замедляться в средах с повышенной вязкостью, т. е. чем больше вязкость среды, тем больше седиментационная устойчивость дисперсной системы. В связи с этим системы с газовой дисперсионной средой – аэрозоли, пыли, туманы, - являются в высокой степени седиментационно неустойчивыми из-за малой плотности и вязкости воздушной среды. Наоборот, системы с твёрдой средой, обладающей бесконечно большой вязкостью, являются совершенно устойчивыми седиментационно, так как оседание и вообще любое перемещение частиц дисперсной фазы в них отсутствует.

Отношение скорости седиментации к ускорению силы тяжести называется константой седиментации Sсед:

.

Размерность константы седиментации в системе СИ – с. Для большинства дисперсных систем, являющихся объектами изучения коллоидной химии, она имеет очень малые значения, поэтому в качестве единицы Sсед выбран сведберг (Сб), равный 10-13 с. Используются также и кратные величины – мегасведберг (МСб = 106 Сб), гигасведберг (ГСб = 109 Сб). Возможно представление Sсед и непосредственно в секундах.

7.4. Седиментация в центробежном поле

В высокодисперсных суспензиях скорость седиментации очень мала. Кроме того, даже незначительные сотрясения и вибрация, а также неравномерность температуры приводят к тому, что уже осевшие частицы вновь поднимаются в объём суспензии. В коллоидных растворах броуновское движение и обусловленная им диффузия вообще препятствуют седиментации. Для того чтобы можно было проводить седиментационный анализ подобных систем, (1912 г.) было предложено использовать центробежное поле центрифуги. Однако обычные центрифуги со сравнительно малой частотой вращения не позволили получить заметного преимущества по сравнению с оседанием в гравитационном поле. Наблюдать и изучать седиментацию высокодисперсных систем удалось только после того, как Т. Сведберг сконструировал ультрацентрифугу, скорость вращения ротора которой достигает нескольких тысяч оборотов в секунду. Такая скорость позволяет получать ускорения до 105 – 106 g.

На частицу с относительной массой mот (с учётом плотности среды r0 mот = m - Vr0), оседающую в центробежном поле ультрацентрифуги, действует центробежная сила Fц:

где w -- угловая скорость вращения ротора (рад/с), x - расстояние частицы от центра ротора (радиус траектории).

При оседании частицы её расстояние от центра вращения x увеличивается, из-за чего центробежная сила непрерывно возрастает, хотя угловая скорость остаётся постоянной. Чтобы учесть это изменение. следует выражение для силы трения, уравновешивающей центробежную силу, записать в виде

,

где dx/dt - изменение расстояния от центра ротора до частицы во времени.

(Это выражение будет справедливо только в том случае, когда центробежная сила намного превышает силу тяжести, что обычно и имеет место при использовании ультрацентрифуги). При установившемся равновесии

и, значит, .

Разделяя переменные в этом уравнении и интегрируя его в пределах от х0 до х и от t = 0 до t

,

получим

или, так как ,

.

Константа седиментации в этом случае будет равна

.

7.5. Седиментационный анализ

Седиментационный анализ – это совокупность методов определения размеров частиц в дисперсных системах по скорости седиментации. При оседании в гравитационном поле можно определить размеры частиц микрогетерогенных систем, а при оседании в центробежном поле ультрацентрифуги - частиц коллоидных систем или даже размеры макромолекул в растворах высокомолекулярных веществ.. В химической технологии, а также в фармации этот вид анализа применяется для определения размеров частиц суспензий, эмульсий, порошков и др. В медицине в диагностических целях широко используется такая разновидность его, как определение скорости оседания эритроцитов (СОЭ).

При седиментационном анализе измеряется скорость накопления осадка во времени или другие пропорциональные ей величины. В гравитационном поле он проводится с помощью седиментометров различных конструкций. Ниже описано принципиальное устройство некоторых, наиболее употребительных из них.

Наиболее простой седиментометр представляет собой узкий стеклянный сосуд – цилиндр, пробирку или градуированную стеклянную трубку (например, микропипетку с закрытым для предотвращения выливания содержимого выходным отверстием). Скорость накопления осадка измеряется или по увеличению во времени высоты его слоя (как, например, при анализе СОЭ), или по увеличению свободной от частиц области суспензии в верхней части сосуда, т. е. по её осветлению. При исследовании эмульсий осветляться будет нижний, прилегающий ко дну слой жидкости. Такие седиментометры дают очень приблизительные результаты и к тому же они пригодны для исследования преимущественно монодисперсных систем.

Для более точных измерений используют и более сложные по конструкции седиментометры. Один из них, седиментометр , представляет собой тонкую упругую стеклянную нить, одним концом закреплённую в штативе. К свободному концу на тончайшей нити или на волосе подвешивается лёгкая чашечка, изготовленная, например, из алюминиевой фольги.. Эта чашечка погружается в высокий цилиндр с исследуемой суспензией так, чтобы она находилась почти у дна. Частицы суспензии, оседая на чашечку, заставляют прогибаться стеклянную нить. Для измерения высоты прогиба нити служит вертикальная шкала, помещённая сзади неё. При достаточно упругой нити высота её прогиба прямо пропорциональна массе осевших на чашечку частиц. Измерения проводятся следующим образом. В хорошо перемешанную суспензию опускается чашечка седиментометра и в этот момент начинается отсчёт времени. Через определённые промежутки времени измеряется и записывается высота, на которую опустился свободный конец стеклянной нити. Измерения производятся до тех пор, пока не закончится оседание частиц, о чём можно заключить по получению трёх одинаковых отсчётов по шкале подряд.

Одена – это усовершенствованный вариант се­ди­мен­тометра Фигуровского. Вместо гибкой стеклянной нити чашечка в нём подвешивается к коромыслу торсионных весов, что позволяет контролировать во времени непосредственно массу оседающих частиц.

Седиментометр Вигнера представляет собой U-образную трубку, одно колено которой широкое, а другое – узкое, в виде градуированного капилляра. В широкое колено помещается исследуемая суспензия, а в узкий капилляр – чистая дисперсионная среда (вода в случае гидросуспензий). Накапливающийся на дне широкого колена осадок заставляет подниматься уровень жидкости в капилляре, высота которого и измеряется через определённые интервалы времени.

Решая уравнение Стокса относительно радиуса частицы, получим:

Отсюда следует, что, экспериментально измеряя скорость седиментации v и зная величины h, r и r0, легко рассчитать радиус частицы.

Уравнение Стокса справедливо, если частицы дисперсной фазы осаждаются независимо друг от друга, что может быть только в раз­бавленных системах. При столкновениях частиц осаждение обычно за­медляется. Кроме того, оседание частиц в концентрированных системах заметно тормозится встречным потоком жидкости, поднимающейся со дна сосуда. Вносит искажения в седиментацию и неправильная форма частиц. В этом случае радиус, рассчитанный по уравнению Стокса, будет являться так называемым эквивалентным радиусом, равным радиусу сферичес­кой частицы, которая оседает с той же скоростью, что и данная реальная частица.

Зависимость скорости накопления осадка от времени, полученная с помощью седиментометра, изображается графически в виде седиментационной кривой. Анализ седиментационной кривой позволяет получать информацию о размерах частиц дисперсной фазы и о фракционном составе суспензии, эмульсии или порошка (который при смешивании с водой или другой жидкостью образует суспензию). Реальные суспензии полидисперсны и в них частицы с различными размерами оседают с различными скоростями. Седиментометр же регистрирует суммарную массу оседающих частиц всех размеров. Чтобы разобраться в принципе седиментационного анализа, предложенного С. Оденом, рассмотрим сначала седиментацию монодисперсной суспензии.

Она графически отображается в виде седиментационной кривой, показанной на рис. 7.2. Она представляет собой зависимость массы m накапливающегося осадка от времени t.

Рис. 7.2. Седиментационная кривая монодисперсной суспензии

Если m¥ - общая масса дисперсной фазы, h – первоначальная высота столба суспензии, то m¥/ h – масса дисперсной фазы в объёме, приходящемся на единицу длины столба суспензии. При скорости осаждения частиц v в течение произвольного времени t < t¥ вещество осядет из столба высотой vt, а масса осадка, накопившаяся за это время, выразится уравнением

Так как величины m¥, h и v постоянны, то масса частиц, осевших из монодисперсной суспензии, прямо пропорциональна времени седиментации, что и отражается линейным участком ОВ на рис. 7.2. Подставляя значение скорости оседания из уравнения Стокса, получим

,

откуда можно рассчитать радиус частиц

и удельную поверхность суспензии по массе

и по объёму

.

В отличие от монодисперсных в полидисперсных системах частицы оседают с различными скоростями, поскольку имеют разные размеры. Если система достаточно разбавлена и её частицы движутся независимо друг от друга, можно представить, что в одном объёме одновременно происходит оседание нескольких монодисперсных суспензий. Ход седиментации каждой из них будет выражаться графиками, аналогичными рис. 7.2. Причём, чем меньше диаметр частиц, тем более пологой будет участок ОВ и тем больше время полного оседания всех одинаковых частиц.

Седиментационная кривая бидисперсной суспензии (рис. 7.3) получается геометрическим сложением двух кривых, принадлежащих более крупным и более мелким частицам.

Рис. 7.3. Седиментационная кривая бидисперсной суспензии

1 – кривая для суспензии с крупными частицами;

2 – кривая для суспензии с мелкими частицами

3 – суммарная кривая

Из сравнения рис. 7.2 и рис. 7.3 следует, что отрезки FB’ и DC’ соответствуют массам частиц крупной и мелкой фракций, а отрезки DC и 0G – суммарной массе m¥ осадка, состоящего из крупных и мелких частиц, и образовавшегося после полного оседания суспензии (время t2). Продлим линию ВС до пересечения с осью ординат (точка Е). Видно, что при этом образуются два отрезка, причём 0Е соответствует массе крупных частиц m1 (0Е = FB’), а EG - массе мелких частиц m2 (EG = DC’). То есть, исходя из положения излома на суммарной седиментационной кривой, при анализе бидисперсной суспензии можно определить массы частиц каждой фракции, несмотря на то, что они оседают одновременно.

Аналогичная картина будет наблюдаться и при анализе суспензий, содержащих по три, четыре и т. д. фракции частиц. На седиментационной кривой при этом будет проявляться соответственно три, четыре и т. д. излома, по положению которых можно вычислить массу каждой фракции.

В реальных полидисперсных суспензиях имеются частицы всех возможных в данном интервале размеров. Поэтому на седиментационных кривых, получаемых при их анализе, нет изломов, отвечающих оседанию частиц каждого размера, и они представляют собой плавные кривые, аналогичные показанной на рис. 7.4.

Рис. 7.4. Седиментационная кривая полидисперсной суспензии

Время, после истечения которого прекращается оседание частиц, и при котором кривая становится прямой, параллельной оси абсцисс, обозначено как t¥. Шкала времени между 0 и t¥ разделяется исследователем на несколько отрезков, произвольно или в соответствии с заданной методикой исследования (в данном примере – 0 - t1, t1 - t2, t2 - t3, - t¥). Из точек на седиментационной кривой, отвечающих этим отрезкам, проводятся касательные до пересечения с осью ординат. При этом ось ординат разделяется на отрезки, пропорциональные массе осевших частиц разных размеров. Первыми за время t1 оседают наиболее крупные частицы (их общая масса равна m1, затем за время t2 - более мелкие (с массой m2), за время t3 - ещё более мелкие(с массой m3) и т. д. Суммарная масса всех частиц, осевших на чашку седиментометра, будет равна m¥. Зная это, можно по соотношению отрезков, отвечающих массам, вычислить процентное содержание частиц каждой фракции в суспензии.

Деля заранее измеренную глубину погружения чашечки (т. е. высоту столба суспензии) на время оседания каждой фракции, получают скорость седиментации частиц, а затем по уравнению Стокса вычисляется радиус частиц. Следует помнить, что при этом получается среднее значение из радиусов частиц, оседающих за каждый выбранный интервал времени. Чтобы вычислить все возможные радиусы частиц, имеющихся в суспензии, следовало бы выбрать бесконечно большое число временных интервалов, провести соответственно бесконечно большое число касательных и выполнить соответственное количество вычислений. На практике такая точность обычно не требуется и вполне достаточно знать, что в исследуемой суспензии имеется какое-то число фракций, содержащих частицы с размерами, лежащими внутри определённого интервала.

Результаты седиментационного анализа можно наглядно представить в виде гистограммы и/или дифференциальной кривой распределения частиц по фракциям (рис. 7.5).

m Dr

r

Рис. 7.5. Гистограмма и дифференциальная кривая распределения

частиц суспензии по фракциям

7.6. Вязкость дисперсных систем

Вязкость дисперсных систем может колебаться в широких пределах. Причём на неё оказывают влияние как размеры частиц дисперсной фазы, так и их концентрация. Чем меньше размеры частиц, тем в меньшей степени проявляется их влияние на вязкость. Коллоидные растворы обладают вязкостью, мало отличающейся от вязкости чистой дисперсионной среды, тогда как суспензии с такой же концентрацией частиц проявляют заметно бóльшую вязкость. С другой стороны, чем больше концентрация частиц, тем больше вязкость. Так, вязкость паст намного больше, чем вязкость суспензий с такими же размерами частиц.

Основы теории вязкости дисперсных систем были заложены А. Эйнштейном. Он исходил из гидродинамических уравнений для микроскопических твёрдых сферических частиц, которые при сдвиге при­обретают дополнительное вращательное движение. Рассеяние энергии при этом является причиной возрастания вязкости. Эйнштейном была установлена связь между вязкостью дисперсной системы h и объёмной долей дисперсной фазы j. Он исходил из того, что относительное приращение вязкости (удельная вязкость) прямо пропорционально относительному содержанию дисперсной фазы (закон Эйнштейна):

где h0 - вязкость дисперсионной среды.

Преобразуя это выражение

, ,

получаем в итоге уравнение Эйнштейна:

.

Впоследствии Эйнштейн показал, что для сферических частиц коэффициент К равен 5/2 (или 2,5). Тогда можно записать:

.

Вязкость разбавленных золей мало отличается от вязкости дисперсионной среды. А поскольку объёмная доля дисперсной фаза возрастает с ростом частичной концентрации и с размерами частиц, то вязкость концентрированных золей, а также суспензий и в особенности паст намного больше вязкости дисперсионной среды. А поскольку объёмная доля дисперсной фаза возрастает с ростом частичной концентрации и с размерами частиц, то вязкость концентрированных золей, а также суспензий и в особенности паст намного больше вязкости дисперсионной среды.

7.7. Осмотическое давление дисперсных систем

Т. Грэму при исследовании коллоидных растворов не удалось обнаружить у них осмотического давления. Этот факт он положил в основу деления растворов на коллоидные и истинные. Однако более поздние исследования показали, что и в коллоидных системах можно наблюдать измеримое, хотя и очень малое по величине осмотическое давление.

Для истинных растворов в соответствии с законом Вант-Гоффа осмотическое давление p может быть рассчитано по уравнению

,

где C - молярная концентрация растворённого вещества.

В дисперсных системах концентрацию дисперсной фазы принято выражать числом частиц (мицелл), содержащихся в единице объёма. Эта величина называется численной или частичной концентрацией и обозначается n. Выведем соотношение между молярной концентрацией вещества в растворе и числом частиц, из которых оно состоит. Молярная концентрация представляет собой отношение количества вещества в молях к объёму раствора:

.

Выражая количество молей через число молекул, содержащихся в нём, получим

,

а так как x/V = n (n - объёмная концентрация молекул), то

.

Если же под С подразумевается молярная концентрация коллоидных частиц, тогда n - объёмная концентрация этих частиц, или, иначе, частичная концентрация золя.

Поэтому уравнение для осмотического давления коллоидных растворов будет выглядеть так:

или ,

где k – константа Больцмана.

Из этого уравнения следует, что осмотическое давление увеличивается с ростом числа частиц в единице объёма даже при постоянной массе дисперсной фазы (с ростом дисперсности, например, при пептизации). Так как при одинаковой массовой концентрации n зависит от объёма частиц, то можно сказать, что осмотическое давление дисперсных (коллоидных) систем обратно пропорционально кубу радиуса их частиц.

Таким образом, закон Вант-Гоффа справедлив и для лиозолей. Однако простой расчёт показывает, что при одинаковой массовой концентрации частичные концентрации золей и тем более грубодисперсных систем обычно очень малы по сравнению с концентрацией молекул в истинных растворах. Поэтому в соответствии с выведенным уравнением и осмотическое давление в них должно быть намного меньше, а именно, во столько раз, во сколько раз частица дисперсной фазы больше, чем отдельная молекула или ион. Так, осмотическое давление коллоидных растворов в сотни и тысячи раз меньше, чем у истинных растворов. Столь малые значения очень трудно измерить с необходимой точностью, а в грубодисперсных суспензиях, пастах и эмульсиях осмотическое давление практически отсутствует.

Следует, однако, помнить, что речь идёт только об осмотическом давлении, обусловленном частицами дисперсной фазы. Надо учитывать, что в коллоидных растворах и в других дисперсных системах обычно присутствуют растворённые низкомолекулярные вещества – или в виде примесей, или в качестве стабилизаторов. Они тоже вносят свой вклад в общее осмотическое давление, поэтому его реальное значение несколько выше, чем рассчитанное исходя только из концентрации частиц дисперсной фазы.

Ещё одной особенностью осмотического давления золей является его непостоянство. Из-за идущих в той или иной степени процессов скрытой коагуляции частичная концентрация всё время уменьшается, что и вызывает снижение p во времени.

Низкое осмотическое давление является одной из причин лечебного, в частности, обеззараживающего или вяжущего действия коллоидных лекарственных средств – колларгола, протаргола и т. п. При соприкосновении их с клетками, в том числе с микробными, начинается интенсивный осмотический приток воды внутрь клеток, что приводит к гибели микробов вследствие лизиса.

ГЛАВА 8

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

К отличительным особенностям дисперсных систем относятся их характерные оптические свойства. Изучение особенностей прохождения света через различные системы позволяет определять в них наличие и концентрацию частиц дисперсной фазы. На явлениях, сопровождающих прохождение света через дисперсные системы, основаны принципы широко применяемых методов анализа - микроскопии (оптической, электронной, ультрафиолетовой, ультрамикроскопии), нефелометрии, турбидиметрии.

8.1. Явления, наблюдаемые при попадании света в дисперсные

системы

Гетерогенность дисперсных систем обусловливает их оптическую неоднородность. В связи с этим луч света, падающий на такую систему, претерпевает различные изменения. В очень разбавленных системах, где частицы отстоят друг от друга на расстояния, во много раз превышающие их собственные размеры, может наблюдаться и прямое прохождение света через дисперсионную среду. Однако в реальных лиозолях и аэрозолях имеется очень большое количество частиц, которые к тому же пребывают в состоянии непрерывного броуновского движения. Поэтому прохождение луча без изменений сквозь значительный объём золя маловероятно, так как он неизбежно встретит на своём пути частицы дисперсной фазы. При попадании света на непрозрачные частицы возможно полное или частичное поглощение, а также отражение его. В случае прозрачных частиц свет, проходящий границу между ними и средой, в общем случае будет испытывать преломление. Поглощение, преломление и отражение света, внешне проявляющиеся в виде непрозрачности, мутности, окраски, наиболее характерны для грубодисперсных систем, частицы которых имеют размеры больше, чем длина волны падающего света.

Мутность и непрозрачность дисперсных систем используются в целях маскировки при создании дымовых завес во время военных действий или манёвров. Аналогичный эффект производится некоторыми морскими животными, например, каракатицами и осьминогами, которые при опасности выбрасывают в воду содержимое своего чернильного мешка.

В Млечном Пути имеются участки со скоплением плотного тёмного вещества, называемые «угольными мешками». Они настолько полно поглощают свет звёзд, находящихся за ними, что даже при рассматривании в телескоп представляются абсолютно чёрными.

Для ультрамикрогетерогенных (коллоидных) систем, частицы которых обычно намного меньше длины световых волн видимого диапазона, наиболее характерным оптическим эффектом является рассеяние света (светорассеяние).

8.2. Рассеяние света. Уравнение Рэлея

Светорассеяние происходит вследствие дифракции света на неоднородностях среды или вблизи частиц, размеры которых меньше половины длины световой волны. Причиной его является взаимодействие электромагнитной волны с электрическим и гравитационным полем малой частицы. В частице под действием переменного вектора электрической напряжённости световой волны возникает избыточный по равнению с дисперсионной средой дипольный момент. Осциллирующий нескомпенсированный диполь и является причиной отклонения волны. В результате волна огибает частицу, изменяет свое направление, но её длина остаётся прежней в отличие от люминесценции, при которой длина волны, как правило, изменяется. Наиболее интенсивное светорассеяние наблюдается в тех случаях, когда поперечник частиц не превышает 0,1 длины волны света. Направление движения световых волн после такого отклонения может быть самым различным, то есть свет рассеивается во всех возможных направлениях. Однако в зависимости от соотношения длины волны и размеров коллоидных частиц возможны какие=то преимущественные направления. Чаще всего это преимущественное отклонение происходит под острым углом к первоначальному направлению падающего на систему луча, но возможно отклонение и под прямым и даже под тупым углом, т. е. назад. В результате коллоидные растворы при рассматривании в боковом свете производят впечатление светящихся. Причём интенсивность такого свечения различна в зависимости от угла, под которым производится наблюдение. Кроме того, рассеянный свет часто бывает в той или иной степени поляризован.

Характерное проявление светорассеяния - эффект Фарадея - Тиндаля, впервые замеченный М. Фарадеем (1857) и подробно описанный
Дж. Тиндалем (1868). Заключается этот эффект в том, что при прохождении светового луча сквозь коллоидную систему (например, разбавленный латекс, табачный дым, лиозоли) он становится видимым. Если луч расходящийся, то он представляется в виде светящегося конуса на темном фоне («конус Тиндаля»), если не расходящийся, - то в виде прямого светового жгута. В лабораторных условиях эффект Фарадея - Тиндаля может быть наглядно продемонстрирован на таком опыте. Следует приготовить раствор сульфата меди в очищенной от механических примесей дистиллированной воде и коллоидный раствор берлинской лазури. Разбавлением одного из этих растворов можно добиться того, что оба они будут иметь одинаковую синюю окраску. Затем следует направить на стаканы с этими растворами узкий яркий луч света таким образом, чтобы он сначала прошёл сквозь раствор сульфата меди, а затем – сквозь золь берлинской лазури. При рассматривании сбоку или сверху луч в стакане с золем берлинской лазури проявится в виде ярко-голубого светового жгута, а стакане с раствором сульфата меди не будет виден (или, из-за присутствия небольшого числа мелких пылинок, которые не удалось удалить, будет слегка заметен).

Проявлением эффекта Фарадея - Тиндаля является возможность видеть сбоку длинные лучи света от Солнца, пробивающиеся сквозь просветы в облаках. Ночью хорошо видны даже издалека лучи прожекторов, ночных маяков, фар автомобилей и железнодорожных локомотивов и т. д. Возможность их видеть обусловлена рассеянием света на имеющихся в воздухе коллоидных и пылевых частицах, а также капелек тумана. Светорассеяние очень ярко проявляется при попадании света на минерал опал. Это голубоватое свечение известно с глубокой древности и называется опалесценцией. Впоследствии этот термин был распространён на проявления светорассеяния и во всех других коллоидных системах.

В чистом виде голубая опалесценция наблюдается только в коллоидных системах с бесцветными частицами и средой. Если же частицы, а тем более среда, сами по себе имеют окраску, цвет опалесценции может измениться. Так, например, гидрозоль иодида серебра с желтоватыми частицами проявляет зелёную опалесценцию. В интенсивно окрашенных коллоидных растворах она может маскироваться, что приводит к затруднению в её наблюдении. При этом иногда опалесценцию можно обнаружить в виде как бы металлического налёта на стенках пробирки, наблюдаемого при рассматривании сбоку от падающего света.

Для коллоидных растворов с частицами из окрашенных веществ может наблюдаться усиление интенсивности окраски. Так, голубая берлинская лазурь в виде коллоидных частиц придаёт гидрозолю тёмно-синий цвет, а коричневато-жёлтый гидроксид железа – цвет крепкого чая или коньяка. Кроме того, если вещество, из которого состоят частицы, проводит электрический ток, цвет коллоидного раствора может совершенно не совпадать с его цветом в виде компактного вещества. Например, гидрозоль серебра имеет жёлто-коричневый цвет, гидрозоль золота – кроваво-красный, а гидрозоль чёрного диоксида марганца – вишнёво-красный.

Теория светорассеяния была разработана главным образом в трудах Дж. У. Рэлея (кон. XIX в.). Наиболее простым случаем является рассеяние света при выполнении следующих условий:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14