Лабораторная работа № 25. Определение мутности природных вод турбидиметрическим методом

Цель работы: определение размеров дисперсных частиц, не подчиняющихся закону Рэлея.

Сущность работы. Экспериментально измеряют кажущуюся оптическую плотность дисперсной системы при различных длинах волн (в достаточно узком интервале ) и строят график в координатах lgD – lg. Затем рассчитывают средний (наиболее вероятный) радиус частиц исследуемой дисперсной системы.

Оборудование и реактивы. Фотоэлектроколориметр; кюветы толщиной 1 см – 2 шт.; пипетка градуированная объемом 1 мл – 3 шт.; пипетка градуированная объемом 2 мл – 3 шт.; пипетка градуированная объемом 5 мл – 3 шт.; стакан химический или колба объемом 50 мл – 6 шт.; сульфат натрия – 1,1 г Na₂SO₄10H₂O растворена в 50 мл глицерина (раствор I); хлорид бария – 2,45 г BaCl₂2H₂O растворены в 50 мл глицерина (раствор II).

Выполнение работы

1. Приготовить золь BaSO₄ по варианту «а», «b» или «с» по описанной ниже методике.

В химическом стакане или колбе объемом 50 мл приготовить смесь 1 на основе раствора I.

В другом химическом стакане или колбе объемом 50 мл приготовить смесь 2 на основе раствора II.

Смесь 1 осторожно вылить в смесь 2.

№ варианта	Объем растворов, мл
	Смесь 1				Смесь 2
	раствор I 1,1 г Na2SO410H2O в 50 мл глицерина	H2O	C2H5OH	раствор II 2,45 г BaCl22H2O в 50 мл глицерина		H2O	C2H5OH
«а»	1	5	4	1		5	4
«b»	1	2	3	1		2	3
«с»	1	1,5	3,5	1		1,5	3,5

В зависимости от соотношения спирта и воды при разбавлении получают золи с разной величиной частиц.

2. В кювету толщиной 1 см налить до метки дистиллированную воду и насухо протереть стенки кюветы кусочком фильтровальной бумаги.

3. Кювету с водой (раствор сравнения) поместить в дальнее отделение кюветодержателя.

4. В другую кювету толщиной 1 см налить до метки пробу золя сульфата бария и насухо протереть стенки кюветы кусочком фильтровальной бумаги.

5. Кювету с золем поместить в ближнее отделение кюветодержателя.

6. Кюветодержатель поместить в кюветное отделение прибора.

7. Измерить оптическую плотность раствора при различных длинах волн в диапазоне от 400 до 700 нм с шагом 50 нм, следуя инструкции к пользованию прибором. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Содержание протокола лабораторной работы

Вариант приготовления золя – «а», «b» или «с»

Таблица зависимости кажущейся оптической плотности от длины волны

, нм	400	450	500	550	600	650	700
D

Обработка результатов эксперимента

1. По данным таблицы зависимости кажущейся оптической плотности от длины волны заполнить таблицу данных к графическому нахождению констант k и n в уравнении Геллера:

, нм	D	lg	lgD

2. По данным таблицы данных к графическому нахождению констант k и n в уравнении Геллера построить график в координатах lg - lgD и по тангенсу угла наклона определить показатель степени n уравнения Геллера: D = k^-n

3. По данным табл. 3 определить зависимость z = f(n), рассчитать относительную погрешность полученного аппроксимирующего уравнения для z = f(n) от табличных значений с помощью «Пакета анализа» Excel.

Показатель степени n в уравнении Геллера в зависимости от параметра z

n	z	n	z
3,812	2,0	2,807	5,5
3,686	2,5	2,657	6,0
3,573	3,0	2,533	6,5
3,436	3,5	2,457	7,0
3,284	4,0	2,379	7,5
3,121	4,5	2,329	8,0
3,060	5,0

4. По найденному значению n определить параметр z.

5. Определить среднее значение длин волн:

6. Рассчитать средний радиус частиц по формуле:

7. Провести измерения с разными концентрациями золя и сравнить полученные значения, рассчитав относительную погрешность каждой серии с помощью дисперсионного анализа.