Нефелометрія

Фотометричний метод визначення концентрації речовини в колоїдному розчині називають нефело­метрією. Інтенсивність розсіяного світла в таких середовищах за певних умов пропорційна кількості частинок, концентрації розчину. Отже, за ступенем розсіяння можна визначити кількість частинок і концентрацію розчину.

З а будовою нефелометр схожий до колори­метра, лише освітлення розчинів бокове (рис. 16.28).

Порівнюють яскравість світла, розсіяного частинками стандартного та досліджуваного розчинів.

У нефелометрі світло від джерела (лампочки) (Л), обмежене діафрагмою (Д), потрапляє па кювету (К) збоку. Спостереження здійснюють через окуляр (О), призму (П) та стовпчик (С), яким регулюють товщину шару розчину.

Метод ґрунтується на тому, що яскравість розсіяного світла прямо пропорційна концентрації частинок (кількості частинок в одиниці об'єму) і що світловий потік, який виходить із стовпчика колоїдного розчину та розсіюється, прямо пропорційний його висоті. Ця умова виконується лише за концентрацій речовини, які не перевищують співвідношення 1:4, що обмежує використання фотометричного методу.

Рефрактометрія

У лабораторній діагностиці для визначення, наприклад, вмісту білка в сироватці крові або цукру в сечі використовують рефрактометри.

Рефрактометр складається з двох прямокутних призм зі скла з високим показником заломлення, які дотикаються гіпотерузними гранями, між якими розміщують шар досліджуваної рідини. Гіпотенузна сторона верхньої призми, що називається освітлювальною, матова.

Н ижня призма є вимірювальною.

Рефрактометрія грунтується на визначенні показника заломлення розчину, який можна визначати як у відбитому, так і заломленому світлі. У першому випадку (рис. 16.29, а) світло від джерела спрямовується на бічну матову грань призми (вимірювальної). Промені входять у призму і падають на гіпотенузну грань під різними кутами, від 0° до 90°. Частина променів потрапляє у верхню призму, але промені, що спрямовані під кутом, більшим від граничного, відбиваються від гіпотенузної грані і, виходячи з призми, по­трапляють у зорову трубу. Межу між світлою і темною частинами поля зору суміщають з напрямом граничного кута і за шкалою визначають показник заломлення рідини.

У другому випадку (рис. 16.29, б) світло від джерела за допомогою дзеркала спрямовується на бічну грань призми (освітлювальної). Проходячи через призму, промені на матовій гіпотенузній поверхні розсіюються. Розсіяні промені проходять через шар рідини і входять у вимірювальну призму під різними кутами, включаючи і близький до 90°. У вимірювальній призмі промені, заломлюючись, проходять лише в межах граничного кута. Після заломлення на другій грані промені виходять з призми і потрапляють у зорову трубу. За допо­могою цієї труби визначають напрям, у якому поширюється промінь, що обмежує граничний кут заломлення. Величина граничного кута залежить від показника заломлення рідини, що розміщена між призмами. У зоровій трубі ми можемо побачити межу "світло-тінь". Сумістивши з нею візирну лінію, можна за шкалою визначити показник заломлення. Шкала рефрактометра проградуйована у значеннях показника заломлення. У свою чергу показник заломлення залежить від концентрації розчиненої речовини, а рефрактометр використовують саме для визначення цієї концентрації. Рефрактометром можна визначати концентрацію цукру, тому в полі зору ми бачимо ще одну шкалу, на якій зазначені відповідні концентрації цукру у відсотках. Загальний вигляд і оптична схема рефрактометра зображені на рис. 16.30.

У рефрактометрі використовується джерело білого світла (/). Внаслідок дисперсії межа світла й тіні під час проходження світла через призми (2 і 3) буде забарвленою. Уникнути цього явища можна, розмістивши перед об'єктивом зорової трубки компенсатор (4). Він складається з двох однакових призм, кожна з яких складається з трьох призм, які мають різні показники залом­лення. Призми дібрані так, що монохроматичний промінь довжиною хвилі 589,3 нм (довжина хвилі жовтої лінії натрію) після проходження через компенсатор не змінює напряму поширення. Промені з іншими довжинами хвиль відхи­ляються компенсатором у різних напрямах. Зміщуючи призму компенсатора за допомогою ручки (5), досягають того, що межа світло-тінь не є забарвленою.