9. Нефелометричний та турбідиметричний методи аналізу

Нефелометричний і турбідиметричний методи аналізу ґрунтуються на тому, що визначуваний компонент переводять у малорозчинну сполуку, яка знаходиться в завислому стані, і вимірюють інтенсивність світла, розсіяного цією дисперсною системою (нефелометрія), або інтенсивність світла, яке пройшло через дисперсну систему (турбідиметрія).

Відносно стійкі дисперсні системи дають реакції SO₄^2– з Ва²⁺; Сl^– з Аg⁺; С₂О₄^2– з Са²⁺ та деякі інші.

Основні вимоги до реакцій, які використовуються в цих методах: 1) продукт реакцій повинен бути практично нерозчинним; 2) продукт реакцій повинен знаходитись не у вигляді осаду, а у вигляді суспензії; 3) суспензія повинна бути стійкою в часі.

Інтенсивність розсіяного світлового потоку згідно із законом Релея пов'язана з рядом факторів рівнянням:

де І_р, І_о ― інтенсивність розсіяного і падаючого світлових потоків; n i ― коефіцієнти заломлення середовища і завислих частинок; N ― загальне число частинок; V ― об'єм частинок; λ ― довжина хвилі падаючого світла; R ― відстань від детектора; β ― кут розсіювання (кут між падаючим і розсіяним світлом).

При нефелометричних дослідженнях величини n, , R і β постійні і тому рівняння Релея записується у спрощеному вигляді:

І_р = І_оּКּ

де К ― коефіцієнт пропорційності, в який входять вищеназвані постійні величини.

Закономірності, виражені рівнянням Релея, перестають діяти, якщо розміри частинок наближаються до довжини хвилі падаючого світла.

Калібрувальний графік будується в координатах J_р = (C).

У турбідиметрії залежність між інтенсивністю світла, яке проходить через суспензію, і рядом факторів описується рівнянням:

де І_о, І_n ― інтенсивності падаючого світлового потоку і потоку, що пройшов через суспензію; К, α ― константи, які залежать від природи суспензії і методу вимірювання; С, d ― концентрація і середній діаметр поглинаючих частинок; l ― товщина поглинаючого шару суспензії; λ ― довжина хвилі

Величини d, λ, К і α постійні для кожного конкретного випадку, тому рівняння спрощується і приймає вигляд аналогічний рівнянню Бугера-Ламберта-Бера:

А = k'ּСּl

де А ― оптична густина; t ― коефіцієнт каламутності; k' ― емпірична константа; С ― концентрація; l ― товщина поглинаючого шару.

У турбідиметричному методі калібрувальний графік будується в координатах А = (C).

10. Визначення сульфат-іонів у природних водах

У роботі використовують реакцію утворення дисперсної системи малорозчинного в кислих розчинах сульфату барію (ДР = 1.1ּ10^–10):

SO + Ва²⁺  BaSO₄

Для забезпечення вибірковості визначення сульфатів відносно карбонатів, фосфатів, хроматів реакцію проводять в кислому середовищі. Для одержання колоїдної суспензії BaSO₄ розбавлений розчин сульфату, до якого додають натрій хлорид і хлоридну кислоту, збовтують з надлишком кристалічного хлориду барію.

Для збільшення стійкості суспензії в розчин рекомендується додавати захисний колоїд, наприклад, желатину, пептизуючий аґент йонного характеру або гліцерин. Кількість і величина зерен кристалічного хлориду барію, а також інтенсивність і час перемішування повинні бути однаковими як для еталонів, так і для досліджуваних зразків.