Поглощение (адсорбция) света.
В 1760 г. Ламберт установил зависимость между интенсивностью прошедшего света и толщиной среды, через которую он прошел:
- интенсивность
прошедшего света;
- интенсивность
падающего света;
-
коэффициент поглощения;
-
толщина слоя.
Поглощение во всех слоях, на которые мысленно может быть разделена данная среда проходит одинаково: каждый последующий слой поглощает ту же долю света, что и предыдущий.
Беер показал, что (коэффициент поглощения) растворов с абсолютно бесцветным и прозрачным растворителем пропорционально молярной концентрации растворенного вещества:
Закон Ламберта-Беера:
- молярная концентрация
растворенного вещества;
- молярный коэффициент
поглощения вещества (не зависит от
концентрации, но изменяется с длиной
волны, температурой и природой
растворителя).
Логарифмируя уравнение Ламберта-Беера получаем:
Это выражение называют экстинкцией (Е), поглощением или оптической плотностью раствора.
- относительная
прозрачность раствора.
Выражение 
называется
относительное поглощение раствора.
Принимая
и
,
молярный коэффициент поглощения имеет
вид
,
следовательно, если
,
то раствор не адсорбирует свет.
Мицелла – структурная коллоидная единица (частица дисперсной фазы), окруженная двойным электрическим слоем.
Интермицеллярная жидкость – дисперсионная среда, разделяющая мицеллы, в которой растворены электролиты, неэлектролиты и ПАВ.
Защитное действие молекулярных адсорбирующих слоев
Некоторые системы обладают очень высокой устойчивостью, они даже приобретают способность к самопроизвольному образованию – коллоидную растворимость.
В большинстве же золей на границе раздела двух фаз существуют адсорбционные слои, образованные молекулами ПАВ. Адсорбционные слои предохраняют частицы от слипания, но они покрывают не всю поверхность, а приблизительно 40…60% ее.
Максимальная устойчивость достигается при образовании полного адсорбционного слоя.
Повышение устойчивости дисперсных систем под влиянием ПАВ называют коллоидной защитой или стабилизацией коллоидов.
В качестве стабилизаторов используют: высокомолекулярные ПАВ, желатин, альбумин, казеин, крахмал, пектин, каучуки, гемоглобин и др.
Для количественной оценки стабилизирующего действия того или иного коллоида Р.Зигмонди предложил так называемое золотое число.
Золотое число – это минимальная масса (в мг) стабилизирующего вещества, которая способна защитить 10 мл красного золя золота (воспрепятствовать изменению цвета красный-голубой) от коагулирующего воздействия 1 мл 10%-ного раствора NaCl.
Чем меньше золотое число, тем больше защитное действие коллоида.
Определено также защитное действие в отношении золей серебра – серебряное число, конго рубинового – рубиновое число, серы – серное число и т.д.
Работа, затрачиваемая на увеличение площади поверхности жидкости, переходит в потенциальную энергию молекул поверхностного слоя – поверхностную энергию.
Поверхностная энергия, отнесенная к единице поверхности, называется поверхностным натяжением (ПН):
где
– поверхностное натяжение;
-
поверхностная энергия;
-
площадь поверхности.
В единицах СИ поверхностное натяжение измеряется в Дж/м2 или Н/м, так как Дж=Н.м.
С повышением температуры ПН снижается, т.к. ослабляются межмолекулярные связи.
Таким образом, поверхностная энергия – это прямое проявление межмолекулярных взаимодействий.
Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости или твердого тела испытывают воздействие неуравновешенных молекулярных сил, вследствие чего получают дополнительную энергию по сравнению с молекулами, которые находятся внутри жидкости или твердого тела.
Проявляет себя поверхностная энергия как сила, которая стремится уменьшить площадь поверхности до минимально возможной величины.
В твердых телах подвижность молекул на поверхности отсутствует, поэтому поверхностная энергия здесь не может наблюдаться в виде поверхностного натяжения. Измерять поверхностную энергию можно лишь косвенными методами.
Дополнительная свободная энергия на поверхности раздела двух конденсированных фаз называется межфазным натяжением.
ПН и межфазное натяжение являются важными характеристиками, потому что они определяют ход важных технологических процессов.
Эти показатели важны для устойчивости дисперсий, суспензий, эмульсий и других дисперсных систем.
Существует ряд независимых методов оценки ПН, среди которых различают статистические и динамические, косвенные и непосредственные.