1、00-7-28 1丁铎尔效应由于溶胶的高度分散性和多相不均匀性, 当一束波长大于溶胶分散相粒子尺寸的入射光照射到溶胶系统, 可发生散射现象丁铎尔现象.透镜溶胶丁铎尔效应光源00-7-28 2丁铎尔效应当入射光的频率与分子的固有频率相同时, 发生光的吸收.当光束与系统不发生任何相互作用时, 则可透过.当入射光的波长小于分散粒子的尺寸时, 则发生光的反射.若入射光的波长大于分散粒子的尺寸时, 则发生光的散射.可见光波长在400700nm范围内, 大于一般胶体粒子的尺寸(1100)nm, 可发生光的散射. 光的振动频率高达1015Hz, 光的照射相当于外加电磁场作用于胶体粒子, 使围绕分子或原子运动
2、的电子被迫产生振动, 而质量达大于电子的原子核是无法跟上如此高频率的振动的, 这样被光照射的微小晶体上的每个分子, 便以一个次级光源的形式, 向四面八方辐射出与入射光有相同频率的次级光波. 丁铎尔现象的实质是光的散射作用. 丁铎尔效应又称为乳光效应, 散射光的强度可由瑞利公式计算.乳光效应00-7-28 3瑞利公式0222022022422)cos1(229InnnnlCVI +=I 单位体积液溶胶的散射光强度; I0入射光强度; l 观察者与散射中心的距离; V 分散相粒子的体积;C 单位体积中的粒子数; 入射光波长; 散射角; n, n0 分别为分散相及分散介质的折射率;假设: 粒子的尺寸
3、远小于入射光波长; 粒子间距离较远, 可不考虑各个粒子散射光的相互干涉; 粒子不导电.瑞利(L.W.Rayleigh)公式 I V 2, 真溶液小分子体积微小, 丁铎尔效应微弱; 粗分散悬浮液粒子尺寸大于可见光波长, 无丁铎尔效应; 只有溶胶丁铎尔效应显著. 用丁铎尔效应可鉴别分散系统种类.00-7-28 4瑞利公式 I , 波长愈短散射光愈强. 白光中蓝光和紫光散射最强, 红光最弱. 当用白光照射溶胶时, 在与入射光垂直方向呈淡蓝色, 而透过光呈现橙红色.分散相与介质的折射指数相差越大, 散射光越强. 憎液溶胶分散相与介质之间有明显的界面, 其折射率相差较大, 乳光效应很强. 而高分子真溶液
4、是均相系统, 乳光甚微, 故可依此来区别高分子溶液与溶胶. I C, 此关系可用来测量溶胶的浓度. 乳光强度又称为浊度, 浊度计就是根据这一原理设计的.00-7-28 5超显微镜与粒子大小的近似测定在超显微镜下看到的是粒子的散射光的影像, 其大小比胶体粒子本身的投影大数倍之多. 粒子的平均大小可以估算. 调节入射光束的高度和宽度, 已知样品的厚度, 就可以算出发生光散射的溶胶体积. 将溶胶稀释到可在超显微镜下直接数出粒子个数的程度, 即可得到粒子的数密度. 如果已知单位体积溶胶中分散相的质量, 则由数密度可求出每个粒子的质量m, 假设粒子是半径为r 的球形, 粒子密度为, 则由m = (4/3) r3即可求得胶粒的平均半径:3/143=mr超显微镜是根据丁铎尔效应而设计的可看到胶体粒子的存在及运动的显微镜. 与普通显微镜的差别是强光源照射, 在与入射光垂直的方向上及黑暗视野条件下观察.
