3.2. Поглощение света

При прохождении света через какое-нибудь вещество (материальную среду) происходит не только его рассеяние, но и всегда в большей или меньшей степени поглощение (абсорбция). Поглощение света зависит от индивидуальных физических и химических свойств веществ. У одних веществ проявляется способность поглощать все лучи падающего белого света (черные тела), другие поглощают лишь некоторую часть спектра (избирательная абсорбция света), и, наконец, имеются вещества, у кото­рых способность к поглощению света отсутствует (белые и прозрачные тела)⁷.

Установлено, что высокодисперсные коллоидные растворы также погло­щают часть проходящего света. Об этом свидетельствует наличие у мно­гих из них определенной окраски, что означает: золь кажется окрашен­ным в цвет, дополнительный поглощенному. Например, поглощая синюю часть (435 - 480 нм) видимого спектра (400 - 760 нм), золь принимает желтую окраску, при поглощении синевато-зеленой части (490 - 500 нм) - красную окраску.

В проходящем свете золи кажутся гомогенными и очень похожими на истинные растворы. Поэтому поглощение света в них, как и в окрашен­ных истинных растворах, должно подчиняться закону Бугера-Ламберта-Бэра. Однако в коллоидных растворах (и в других дисперсных системах) интенсивность прошедшего света уменьшается не только за счет его поглощения, но и за счет рассеяния частицами дисперсной фазы. Поэто­му, применяя уравнение Бугера-Ламберта-Бэра к окрашенным коллоидам, кроме коэффициента светопоглощения учитывают еще коэффициент свето­рассеяния:

I_п = I₀  e^{-(к+а) С} (3.4)

где I_п - интенсивность прошедшего через раствор света;

I_o - интенсивность падавшего света;

к - коэффициент светопоглощения на единицу концентрации;

а - коэффициент светорассеяния;

С - концентрация растворенного вещества;

- толщина слоя раствора;

е- основание натурального логарифма.

Светопоглощение в коллоидных растворах осложняется также зависи­мостью noглощения от дисперсности: чем меньше размер частиц золя, тем сильнее поглощаются более короткие волны. Поэтому золи одного и того же вещества, например золота, имеют разную окраску при различной дисперсности.

Белые золи (такие, как гидрозоли кремнезема, глинозема, оксида олова) не поглощают свет. Для них коэффициент поглощения К = О и интенсивность света, проходящего через такой золь, уменьшается только за счет свето­рассеяния.

Уменьшение интенсивности света в результате его поглощения раство­рами обычно выражают величиной оптической плотности, которую измеря­ют на фотоэлектроколориметрах, спектрофотометрах и других приборах. Спектрофотометры позволяют также получить спектры поглощения исследуемых растворов в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и установить, какие участки спектра поглощаются наиболее сильно, т.е. где расположены максимумы поглощения. Для многих растворов спектры поглощения являются очень специфической качествен­ной характеристикой, так как указывают на наличие и природу опреде­ленных атомных группировок.