8.4.5. Нефелометрический и турбидиметрический методы анализа

Методы нефелометрии и турбидиметрии основаны на способности мутных сред рассеивать свет. Так как одновременно с рассеянием света меняется оптическая плотность среды, то измерения выполняют не только на специализированных приборах, но и на фотоэлектроколориметрах. Эти методы применяют для анализа суспензий, эмульсий, различных взвесей. Чувствительность методов достаточно высока, однако по точности они уступают фотокалориметрии. Поэтому их применяют для анализа только неокрашенных сред, например сульфатов и хлоридов в природных водах. В нефелометрии концентрацию вещества оценивают по интенсивности света, рассеянного взвешенными частицами, а в турбидиметрии –измерением интенсивности света, прошедшего через рассеивающую среду (рисунок 8.35).

Рисунок 8.35. Схемы измерения интенсивности рассеянного света в

а) нефелометрии; б) турбидиметрии

Для частиц, диаметр которых сравним с длиной волны, рассеяние света подчиняется закону Рэлея. Если показатели преломления в системе для среды и частиц – постоянны, то формула имеет вид:

(8.12)

где I – интенсивность рассеянного света; – интенсивность исходного излучения; N – общее число рассеивающих частиц; – объем данной частицы; – длина волны излучения. Из формулы (8.12) видно, что с уменьшением длины волны интенсивность рассеяния света быстро возрастает и пропорциональна . При тщательном приготовлении суспензий и эмульсий можно считать, что размеры частиц одинаковы, а распределение их в объеме – равномерное. Это позволяет заменить число частиц и их объем – концентрацией с. Тогда формула (8.12) принимает вид:

(8.13)

где k – константа, объединяющая все постоянные для данной системы, величины. Прологарифмируем это уравнение и учтем, что А = –log с – кажущаяся оптическая плотность.

А = –log = klc (8.14)

где k – молярный коэффициент мутности раствора; l – толщина слоя; с – молярная концентрация частиц; .– интенсивность света, прошедшего через кювету.

Полученное выражение (8.) показывает, что в нефелометрии линейным будет график в координатах А – -log c, тогда как в турбидиметрии – в координатах А – с.