57. Составьте задачу, для решения которой нужно использовать правило Панета-Фаянса.

Для получения золя хлорида серебра смешали 15 мл 0,025 н раствора хлорида калия с 85 мл 0,005 н раствора нитрата серебра. Написать формулу мицеллы образовавшегося золя.

Решение.

Рассчитаем количество вещества эквивалентов солей, участвующих в образовании золя: 15·0,025 = 0,375 ммоль-экв. KCl; 85·0,005 = 0,425 ммол-экв. AgNO3.

По закону эквивалентов в реакцию вступает одинаковое число эквивалентов веществ, следовательно в избытке AgNO3. В растворе присутствуют ионы Ag+, K+ и NO3–.

В соответствии с правилом Панета-Фаянса потенциалопределяющими являются ионы Ag+ , а противоионами NO3–. Формула мицеллы:

{[nAgCl]mAg+(m-x)NO3–}xNO3–

58. Чем обусловлено светорассеяние в дисперсных системах и истинных растворах? Какими параметрами характеризуют рассеяние света в системе?

Светорассеяние наблюдается когда длина световой волны больше размера частиц дисперсной фазы. Если длина световой волны много меньше диаметра частицы, происходит отражение света. Следует отличать светорассеяние частицами не проводящими и проводящими электрический ток.

Если рассматривать высокодисперсные системы (золи) в проходящем свете, то они кажутся прозрачными и ничем не отличаются от истинных растворов. Однако при наблюдении сбоку в этих же растворах наблюдается свечение, которое называют опалесценцией (боковым свечением).

Количественные закономерности рассеянного света для сферических частиц, не проводящих электрический, ток были выведены Релеем:

, (7.1)

где и – интенсивности падающего и рассеянного света; V – объем частицы; λ – длина волны падающего света; – частичная концентрация (число частиц в 1 м3 золя); n1 и n0 – показатели преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды.

В уравнение (7.1) входит частичная концентрация дисперсной фазы , которая определяется числом частиц в единице объема. Частичная концентрация связана с массовой концентрацией дисперсной фазы соотношением:

, (7.2)

где С – массовая концентрация (масса частиц дисперсной фазы в 1 м3 золя); V – объем частицы; – частичная концентрация (число частиц в 1 м3 золя); – плотность дисперсной фазы.

С учетом (7.2), уравнение Релея принимает вид:

. (7.3)

Уравнение Релея показывает:

1. Интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна числу частиц (концентрации золя): . Это позволяет определить концентрацию дисперсной фазы по величине светорассеяния.

2. Интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна объему частиц (зависит от размеров частиц): ; . Это позволяет определить размер частиц дисперсной фазы.

3. Интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна длине волны падающего света: . Следовательно, чем короче длина волны падающего света, тем больше рассеяние.

Таким образом, если на частицу будет падать белый свет, то наибольшее рассеяние будет испытывать синяя и фиолетовая части спектра, обладающие наименьшей длиной волны. Поэтому при боковом свечении дисперсные системы будут иметь голубоватую окраску, а в проходящем свете – красноватую, что связано с потерей в результате рассеяния синей и фиолетовой части спектра. Часть солнечных лучей, проходя через земную атмосферу, рассеивается, поэтому атмосфера Земли имеет голубоватую окраску. При восходе и закате Солнца поток лучей проходит насквозь, поэтому цвет неба становится красно-оранжевым.

Для светомаскировки применяют синие лампы (когда хотят чтобы они остались незамеченными с самолетов, т.к. синие лучи при прохождении через толстый слой воздуха, особенно если в нем содержаться частицы пыли или тумана, полностью рассеиваются), т.к. синий цвет больше всего рассеивается. Для сигнализации применяют красный свет (он плохо рассеивается в тумане).

4. Интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна разности показателей преломления дисперсной фазы и дисперсионной среды . Чем больше разность между показателями преломления, тем больше рассеяние света. Поэтому рассеяние металлическими золями оказывается сильнее, чем неметаллическими из-за их большой плотности и большой величины показателя преломления дисперсной фазы , и дисперсионной среды , следовательно, разности ( ). Если , то интенсивность рассеяния равна нулю = 0, т.е. в однородных средах светорассеяние не наблюдается.

Из уравнений (7.1) и (7.3) следует, что для одного и того же золя при прочих равных условиях будут выполняться соотношения:

; ; ; . (7.4)

Рассеяние света используют для исследования дисперсных систем. К таким методам исследования относятся: ультрамикроскопия, турбидиметрия и нефелометрия.

Рассеяние света происходит во всех направлениях, но интенсивность его в разных направлениях различна. Максимальная интенсивность рассеянного света наблюдается в направлении, перпендикулярном падающему свету .

Рассеянный свет чаще всего поляризован и яркость светорассеяния будет зависеть от поляризации, которая максимальна в перпендикулярном направлении (под углом 90° к падающему свету).

Рассеяние света используют для исследования дисперсных систем. К таким метолам исследования относятся: ультрамикроскопия, турбидиметрия и нефелометрия.