TÍNH CHẤT QUANG HỌC CỦA HỆ KEO

7/31/2019 TNH CHT QUANG HC CA H KEO

1/36

TNH CHT QUANG HCCA H KEO

Trn LM NhnNguyn Th Minh Khoa

Hunh Vn ng
http://www.ctu.edu.vn/


2/36


3/36


4/36

Khi nh sng chiu qua h phn tn ta c th

thy cc hin tng sau: S khc x tia sng bi cc ht ca pha phn tn

S truyn tia sng qua h

S phn x tia sng bi cc ht ca pha phn tn S phn tn tia sng

S hp th tia sng bi pha phn tn chuyn

quang nng thnh nhit nng


5/36

I. S PHN TN NH SNG

John Tyndall(1820 1893)

1. Hiu ng Tyndall


6/36

2.S phn tn nh sng

Nm 1857 nh bc hc Faraday v sau nm 1869 Tyndall lu n hin tng m c. l hiu ng Tyndall.Hintng ny ch quan st c khi bc sng nh sng ln

hn kch thchtca pha phn tn. Nubc sng nhhnkch thc ht th xy ra hin tng phn x.Nguyn nhn:trngintca nh sng lm phn cc hacc nguyn t v phn tca mi trng. S phn cc ha xy

ra vitnsbngtnsca nh sng iti v cc nguyn t,phn tt n tr thnh ngun pht sng l nh sng phn tn.


7/36

c tnh ca nh sng phn tn

Truyn theo mi hng

Cng ca nh sng phn tn theo cc

hng khc nhau l khc nhau nh sng phn tn thng b phn cc

i vi cc ht b th nh sng phn tn theo

gc 0o v 180ohon ton khng phn cc, cnnh sng phn tn theo gc 90ol phn cchon ton


8/36

3. Phng trnh Rayleighv s phn tn nh sng

Nm 1871, nh vt l hcRayleigh thit lpphng trnh v s phntn nh sng cho cc h

phn tn gm cc ht hnhcu, khng dn in v cbn knh r 0,5 vi nng ht nh tc l cc htcch nhau tngiln.

opt Iv

nn

nnI

4

2

2

2

2

1

2

2

2

13.

24

Ipt

, Io

: cng nh sng phn tnv nh sng tin1, n2: chit sut ca pha phn tnv mi trng phn tn: nng htv: th tch ca mt ht

: bc sng nh sng ti

Lord Rayleigh(1842 1919)

(V.1)


9/36

4. Cc yu t nh hng n s phn tn nhsngca h keo

S phn tn nh sng ph thuc vo chit sut

S phn tn t l thun bc hai vi th tch ht

S phn tn ph thuc vo bc sng nh sngDo cng nh sng phn tn t l nghch bc bn vi bcsng nn bc sng cng nh th b phn tn cng mnh vngc lai.

022

2

1nn H khng phn tn nh sng (nh tng ca

glycerin trong carbon tetra clorua c lmbn bng natri oleat th trong sut)

constv .


10/36

Nm 1760, Lambert nghin cu s ph thuc ca cng nh sng su khi i quamt mi trng no v thit lp c phng trnh:

Trong : I,Io: cng nh sngtia l v tia tik: l h s hp th dung dchl: b dy ca mi trng nghin cu

Theo nh lut lambert th nu dyca mi trng tng ln heo cp scng th cng ca tia l gimtheo cp s nhn

I = Ioe-kt (V.2)

II. S HP TH NH SNG


11/36

Sau nh bc hc Beer xc nh rng: h s hp th ca dung dch c dung mikhng mu v trong sut t l vi nng mol ca cht tan, tc l:

k = KC (V.3)

Trong : K l h s hp th mol.

C l nng mol ca dung dch

Th V.3 vo V.2 ta c phng trnh Lambert Beer:

I = Ioe-KCl (V.4)

Ly ln 2 v ca phng trnh:

KClI

Io ln (V.5)

I

Io

ln: mt quangca dd k/h l E (cn gi l tt hay hp th

T s c gi l trong sut tng i ca dung dchI

Io


12/36

Bin i (V.4) ta c KCl

o

oKCl

o

KCl

o

eI

IIe

I

Ie

I

I

111 (V.6)

o

o

I

II c gi l hp th tng i ca dung dch

H s hp th mol K l mt hng s, l i lng c trng cho cht cho.Nu chn C= 1, l = 1 th

I

IK oln

Tc l K chnh l mt quang ca

dd khi nng mol v b dy calp dd l n v

K khng ph thuc vo nng nhng bin thin theo bc sng ca tia ti, nhit v bn cht ca dung mi. l Lambert khng ch ng vi dung dch thc mng vi c h keo c nng long v b dy ca lp dd nh.

Kch thc ht nh hng n s hp th nh sng gin tip qua s phn tn nh sng.Do s phn tn nh sng, mt phn nh sng trng i qua h mt i v mt phn bc xlm cho chng ta tng l s hp th. V vy phng trnh (V.4) c vit li nh sau:

I = Ioexp[-[K+F( r )]C.l]


13/36


14/36

III. MU SC CA H KEO

hng ngc (cht

ln l Fe)

Mu ca cc loi qu{ l do s c mt trong mt lng v cng nh kim loinng v cc oxit ca chng trng thi phn tn keo

Ngc bch (mu xanh

do Crm)

Peridot


15/36

Mu sccah keo cckzphctp .N phthuc vo bncht ca pha phn tn, mi trng phn tn, phn tn,hnh dng,cuto v phng quan st cngnhhngnmu cah keo.

Cc sol khng mu m pha phn tn l kim loi khng hpth

chn lc cc tia sng th khi chiu nh sng thngthng cmu da cam, cn chiu sng ngang th mc mu xanh datri. Tuy nhin, cng c nhiu sol kim loi c mu l do shpthchnlc cc tia sng.

Mu scca sol kim loi cngcckz phc tp. l do s

hp th nh sng bi cc ht kim loi v mt phn quangnngbin thnh hitnng. Bn cnh kim loivahpthmnh nh sng liva phn tn mnh nh sng


16/36

IV. CC PHNG PHP QUANG HC NGHIN CU H KEO

Ngy nay cc phng php quang hc l phngphp ph bin nht xc nh kch thc, hnhdng v cu to ca h keo. V cc phng php nythng nhanh chng v tin li, cho kt qu chnhxc. Mt s phng php thng dng hin nay l:


17/36

Knh siu hin vi


18/36

S khc bit gia knh siu hin vi v knh hin vithng

Knh hin vi thngS quan st tin hnhnh nh sng xuyn qua

vt. Do ht c mu tiv th trng c musng.

Knh siu hin viThtrng th ti v nhsng t ngun khng

p vo mt ngiquan st cn cc htkeo th sng v n phntn nh sng.


19/36

1. Phng php siu hin vi: Nm 1903,Zicdentoff v Zsigmondy pht minh ra phng

php knh siu hin vi c th m t bng hnh sau:

Richard Zsigmondy

(1865 1929)


20/36

iu kin s dng phng php siu hin vi

Khong cch gia cc ht phi ln, ln hn cc phn chitca knh hin vi (khong cch nh nht gia hai im m knhhin vi c th quan st c) tc l nng ht phi nh.Nu khng cc ht dnh li, ta khng phn bit c.

Kch thc ht cng khng qu b hay qu ln. Nu cc htqu b th cng nh sng phn tn qu b, nu qu lnth phn x xung quanh u gy kh khn cho vic quan st.

Chit sut ca pha phn tn v mi trng phn tn phi

ln. Nu khng th cng nh sng yu khng th nhn rc.


21/36

S ng i ca nhsng qua knh t quang

n:s ht trung bnh c trong h.

V: th tch h phn tn


22/36

Bn canh knh siu hin vi, ngi ta cn sdng knh siuvi c knh t quang cho thtrngti. l mtthu knhcctmm trn v cc b th cm. Nguyn tc l

tia sng tdiithng vo knh t quang rihit vomtimnm trong cuvet chahcn nghin cut trnknh t quang. Do mtdica knh t quang c mt mngche hnh trn nn cc tia sng khng th xuyn qua n i vo ng knh c v ch c nhng tia p vo knh

nhng bn ngoi mng l i ln qua cuvet (hnh).Knh nyr, ngin v c thlp vo btcmt knh hin vi no. Da vo phng php siu hin vi ngi ta c th m

csht c trong mtth tch xc nh. Tuy nhin, vicxc nhshtphicthchinnhiuln v ly gi trtrung bnh v cc ht keo lc no cng c chuyn ngBrown.


23/36

Nu bit c th tch ca h keo th ta tnh cnng ht:

Vi n : s ht trung bnh c trong hV: th tch h phn tn

Nu bit c khi lng ring ca ht l dv khi lng mca phaphn tn trong mt lit dd th ta c th tnh c kch thc cc httrong mt n v th tch nghin cu:

trong : l th tch ca mt ht

V

n

ndvm nd

mv (V.9) (V.10)

v


24/36

Nu ht keo l hnh cu ta c th tnh c bn knh ca ht keo:

Nu ht hnh lp phng ta tnh c kch thc l ca ht:

32

4

3

3

4

nd

mr

nd

mrv

(V.11)

33

nd

m

lnd

m

lv (V.12)


25/36

Phng php siu hin vi khng nhng xc nh c kch

thc trung bnhca ht m cn c th bit c hnh dnght.

Nu nh sng quan st c trong th trng lp lnh thchng t n bt i xng. Nguyn nhn l do cc ht khng

phi hnh cu b nh hng ca chuyn ng Brown nn bnh sng chiu vo khc nhau v din tch b chiu sng v ntruyn vo mt ta lng nh sng khc nhau thi im khcnhau.

Nu cc ht quan st c lng nh sng u khnglp lnhth chng t l dng kh i xng.


26/36

Gn y, ngi ta s dng knh siu hin vi dng. Knh nyc th xc nh nhanh chng s ht trong mt n v th

tch lyosol hay aerosol. Nguyn tc hot ng: lyosol hay aerosol chy dc theo

rnh cuvet 2 c t cng trc vi ng knh hin vi 5. Miht i vo vng chiu sng bi ngun sng 3 cho mt msng. Tng s m sng c th m c d dng. Chia

s m sng cho th tch lyosol hay aerosol m b phn 1o c, t tnh c nng ht. u im:loi b hu ht cc nhc im ca knh siu

hin vi v tit kim c thi gian.- T ng ho vic m bng cch: knh c thay i th

no nh sng i t cc ht chiu vo catod ca mt nkhuch i nh sng. Mt m sng i qua cuvet s tonn mt xung in m sau khuch i th c ghi bi mtmy m


27/36

2. Phng php knh hin vi electron Ngi ta thay th nh sng bng mt chm electron nhanh.

Dn ti vic tng cng kh nng phn chit ca knh v cth chp c nh ca ht keo. di sng ca chmelectron l l 0.02 0.05 , xp x bng kch thc nguyn t.Khi kh nng phn chit ca knh hin vi electron c

nng ln t 5 10 . Hnh nh thu c trn mn huznhquang c th chp nh c v sau phng i nh lnnhiu ln.

Do electron d b phn tn v d b hp th nn vic hi t cc

tia sng phi dng in trng hay t trng gy nn nh cccun in t. gim bt s phn tn electron, bn trongknh hin vi electron phi l mi trng chn khng.


28/36

u im:C th thy c cc ht rt nh vi

tt c cc c tnh v hnh dng v cu to.

Nhc im: Phi s dng t m, mu chun bphc tp v phi m bo mi trng chnkhng cao. Ngoi ra, mu t trong chn khng

nn khng th quan st cc ht keo chnh trongh c m ch c th quan st na trong ktta kh.


29/36

3. Phng php o c

Phng php ny da trn s phn tn nh sng ca h keo. Xc nhcng m c ca h cho c th xc nh c kch thc ht keohay nng pha phn tn. Khi phng trnh Rayleigh c th c vitli nh sau:

vkCIvvIkIvkIpt 0002

42

2

2

1

2

2

2

131

224

nn

nnk

vC .

Vi

v

(V.13)


30/36

Cc i lng trong phng trnh Rayleigh bit, ch cnxc inh nng th tch ca pha phn tn C v cng tuyt i ca tia ti v tia phn tn (I0,Ipt) c th tnh c thtch trung bnh ca ht v. Tuy nhin, vic xc nh cng tuyt i ca tia ti v tia phn tn i hi dng c kh phctp nn n gin ngi ta dng mt phng php khc l phng php o c bng mt c k


31/36

4

6

8 9

10

7

5

2

31

S c k Kleinmann

1.Ngun sng

2,3.Cuvet ng dung dch

4,5.mn che di ng

6,7.Thi thy tinh

8,9.Lng knh

10.Th knh


32/36

i vi phng php o c ta tin hnh o m cca dung dch nghin cu so vi m c ca dung dchchun ( bit kch thc ht).T tnh ra kch thc httrong dung dch nghin cu. iu kin p dng phngphp ny l nng th tch ca pha phn tn trong hai dungdch l bng nhau.


33/36

ckgm hai cuvet thy tinh hnh trginght nhau,mtng ng dung dch nghin cu v mtng ngdung dchchun. Cho chm nh sng mnhchiu ngangvo hai cuvet hnh tr. Khi ta quan st chiungTyndall. Phn dung dchbchiu sng haing hnh tr

c th iu chnh c bi mng chn. nh sng phntn bi cc dung dch cha trong cuvet i qua hai thithy tinh nhng vo trong dung dch cng su(nhm mc ch loi tr s phn x nh sng trn ccmt khum ca dung dch trong cuvet). T hai cuvet, nhsng phn tn hng v th knh nh h thng lngknh.th knh nm pha trn hai cuvet c chia ra lmhai phnnhn nh sng phn tn t hai cuvet ti.


34/36

Cch xc nh: Khi nng hoc h cc mn chn tc l ta iuchn cng sng hai na th knh bng nhau. Ngha lcng nh sng phn tn ca dung dch nghin cu bngcng nh sng ca dung dch chun. Khi ta c:

Nu bit c kch thc ht trong dung dch chun th d

dng bit c th tch trung bnh ca dung dch nghin cu

'0201hIkCVhIkCV

1

2

' V

V

h

h(V.14) V.15


35/36

Lu :Phng php ny ch p dng tt cho h n phntn. Ngoi ra, bc sng trong phng trnh Rayleigh ch

khng ph thuc vo kch thc ht i vi cc sol c phn tn cao nn phng php ny ch p dng cho h dth c phn tn cao.

T phng php o c ta c th xc inhj c nng th tch ca h keo nghin cu. Vi iu kin l dung

dch chun v h keo nghin cu phi cha cc ht c cngbn cht v cng kch thc. Khi pt (V.15) c th vit li:

h

h

C

C

hChC

'

'2

1

21

(V.16)


36/36

Hin nay, ngi ta s dng c k quang in. Bng cch xcnh cng dng nh sng i v i tc dng vo t bo

quang in ca nh sng phn tn t dung dch keo nghincu. Khi phng trnh (V.15) v (V.16) c th vit li nhsau:

Tm li, phng php ny ch thch hp vi sol khng mu.

i vi sol c mu v nht l sol kim loi th phng phpny khng p dng c. V s phn tn nh sng ca h nykhng tun theo phng trnh Rayleigh

2

1

2

1

' C

C

V

V

i

i

Documents

TÍNH CHẤT QUANG HỌC CỦA HỆ KEO