TÍNH CHẤT QUANG HỌC CỦA HỆ KEO NHÓM 8 TÍNH CHẤT QUANG HỌC CỦA HỆ KEO Bùi Phương Linh – 20191238 Nguyễn Hoàng Lân – 20190913 Đặng Tuấn Minh – 20190955 Nguyễn Quốc Khánh – 20190892 NỘI DUNG 01 Sự tán xạ[.]
NHĨM 8: Bùi Phương Linh – 20191238 Nguyễn Hồng Lân – 20190913 Đặng Tuấn Minh – 20190955 Nguyễn Quốc Khánh – 20190892 TÍNH CHẤT QUANG HỌC CỦA HỆ KEO NỘI DUNG 01 Sự tán xạ ánh sáng 02 Phương trình Rayleigh 03 04 SỰ HẤP THŲ ÁNH SÁNG CỦA HỆ KEO MÀU CỦA HỆ KEO Sự tán xạ ánh sáng • Sự tán xạ ánh sáng hệ keo phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ hay huỳnh quang ánh sáng hạt keo Trong thực tế, tượng ánh sáng kể xuất đồng thời Tuy nhiên, tùy điều kiện cụ thể mà hiệu ứng trội hiệu ứng khác - Sự phản xạ ánh sáng xảy trường hợp kích thước hạt keo lớn so với bước sóng ánh sáng tới Trong hệ: hệ huyền phù, nhũ tương, sương mù, bụi khơng khí hạt keo phản xạ ánh sáng Do tác động nhiệt nên ánh sáng phản xạ truyền đồng khắp hướng tạo ánh sáng tán xạ Nếu kích thước hạt keo nhỏ bước sóng ánh sáng tới ánh sáng bị nhiễu xạ Do ánh sáng tán xạ hệ keo chủ yếu nhiễu xạ hạt keo - Trong hệ keo, tính chất đặc trưng phân tán ánh sáng hấp thụ ánh sáng Một số đặc tính ánh sáng: ● Truyền theo hướng ● Cường độ ánh sáng phân tán theo hướng khác khác ● Ánh sáng phân tán thường bị phân cực ● Đối với hạt bé ánh sáng phân tán theo góc độ 180 độ hồn tồn ko phân cực, cịn ánh sáng phân tán theo góc 90 độ phân cực hồn tồn Phương trình Rayleigh Nếu hạt keo hình cầu, khơng dẫn điện, phân tán dung dịch lỗng phụ thuộc cường độ sáng nhiễu xạ-tán xạ hạt keo vào độ dài sóng tính chất dung dịch keo mơ tả phương trình: I= 24 sin I= 24 sin Trong đó: I : cường độ ánh sáng tán xạ : cường độ ánh sáng tới n’ : số hạt keo đơn vị thể tích sol V : thể tích hạt keo : bước sóng ánh sáng tới x : khoảng cách từ hạt keo đến nguồn nhận n : số khúc xạ pha phân tán số khúc xạ mơi trường phân tán : góc hướng ánh sáng tới ánh sáng tán xạ Kết luận từ phương trình Đối với dung dịch chất tan có nồng độ khối lượng nhau, độ phân tán khác nhau( điều kiện) phương trình Rayleigh viết dạng: = = = = ( D độ phân tán; D= với d bán kính hạt) Bán kính hạt keo lớn, độ phân tán nhỏ cường độ ánh sáng tán xạ lớn Phương trình Rayleigh ko áp dụng cho dung dịch thực Độ dài sóng ánh sáng nhỏ chiếu vào dung dịch keo mức độ tán xạ lớn Hiệu số số khúc xạ môi trường phân tán pha phân tán nhỏ cường độ ánh sáng tán xạ yếu Công thức Rayleigh áp dụng cho hệ keo có kích thước hạt từ 10-9-10-7m Đối với sol có hạt từ 107 -1,5.10-7m cường độ tán xạ bằng:: I=, , sol có hạt từ 1,510-7-2,5.10-7m cường độ tán xạ bằng:I= (K=const) SỰ HẤP THŲ ÁNH SÁNG CỦA HỆ KEO Khi chiếu chùm ánh sáng vào dung dịch keo, phân ánh sáng bị hấp thụ cường độ ánh sáng xuyên qua nhỏ cường độ ánh sáng tới Sự hấp thụ ánh sáng tuân theo định luật Lambert - Beer: = (1) Trong , cuờng độ ánh sáng tia ló tia tới hệ số hấp thụ mol d bề dày lớp dung dịch nghiên cứu C Nồng độ chất hấp thụ mol (mol/l) Theo định luật Beer – Lambert: Cường độ tia ló phụ thuộc vào chiều dày lớp dung dịch nồng độ chất tan Nếu chiều dày lớp dung dịch tăng theo cấp số cộng cường độ tia ló giảm theo cấp số nhân lượng ánh sáng hấp thụ điểm hệ Cũng nói lớp hệ hấp thụ lượng ánh sáng băng (nếu tưởng tượng hệ tách thành nhiều lớp nhỏ nhau) Phương trình (1) cịn dùng dạng: E = In = K.C.d (2) E: gọi độ hấp thụ hay mật độ quang dung dịch Biểu thức: D = gọi độ truyền suất tương đối (độ suốt tương đối) Mặt khác, viết biểu thúc định luật Beer - Lambert dạng: = - = A (3) A - độ hấp thụ tương đối dung dịch => Phương trình Beer- Lambert dùng cho dung dịch đồng thể thich hợp cho dung dịch keo bề dày dung dịch keo không lớn nồng độ không сао 1 Hệ số hấp thụ mol K đại lượng không đổi đặc trưng cho chất Nếu cho C = d = K = In Khi K = = , cường độ tia ló tia tới, dung dịch khơng hấp thụ ánh sáng Hệ số hấp thụ mol phụ thuộc vào chất hệ bước sóng ánh sáng không phụ thuộc vào nồng độ hệ Do hệ keo đồng thời có hấp thụ phân tán ánh sáng nên hệ số K đồng thời bao gồm hai tượng K = K1 + K2 (4) Trong : K1 hệ số hấp thụ túy K2 hệ số hấp thụ giả (do tuượng phân tán ánh sáng) • Bằng thực nghiệm người ta chứng minh đuoc K1 phụ thuộc bước sóng ánh sáng tới, K2 phụ thuộc bước sóng độ phân tán hệ keo.Vậy hệ số K mật độ quang E phụ thuộc vào hai yếu tố • Phương trình (1) có nhiều ứng dụng thực tế như: xác định mật độ quang suy nồng độ hệ keo hệ số hấp thu K • K khơng phụ thuộc vào nồng độ biến thiên theo bước sóng tia tới, nhiệt độ chất dung mội Định luật Lambert-Beer không với dung dịch thực mà với hệ keo có nồng độ lỗng bể dày lớp dd nhỏ • Kích thước hạt ảnh hưởng đến hấp thụ ánh sáng gián tiếp qua phân tán ánh sáng Do sư phân tán ánh sáng, phần ánh sáng trắng qua hệ phần xạ làm cho tưởng hấp thụ MÀU CỦA HỆ KEO Các hệ thống keo thường có màu sắc Những đá q có màu đá có lượng nhỏ kim loại nặng oxít chúng phân tán dạng keo Trong ngọc đỏ tía có hợp chất sắt, ngọc bích có hợp chất crơm, thuỷ tinh đỏ có tạp chất vàng (10 -4%) Ta thường gặp sol kim loại có màu đậm tỷ trọng chiết suất môi trường phân tán tướng phân tán khác Ngun nhân có màu của các hệ keo rất phức tạp. Bản chất của tướng phân tán và mơi trường phân tán, độ phân tán hạt, hình dạng cấu tạo chúng ảnh hưởng đến màu sắc hệ keo yếu tố này đều ảnh hưởng đến sự hấp thụ phân tán ánh sáng Ngoài màu sắc hệ keo phụ thuộc vào điều kiện quan sát cách điều chế chúng ●Các sol kim, khơng hấp thụ chọn lọc ánh sáng, có màu vàng da cam nhìn thẳng màu xanh da trời ta nhìn ngang ●Đối với sol kim loại phân tán hấp thụ ánh sáng ảnh hưởng đến màu sắc chúng Mỗi sol kim loại có nhiều màu tuỳ thuộc vào kích thước hạt Ví dụ: Sol Au có độ phân tán thơ hấp thụ ánh sáng (phần lớn sóng dài) phân tán ánh sáng mạnh (nhất sóng dài) nên có màu đỏ nhìn ngang màu xanh trời nhìn thẳng; sol Au độ phân tán cao ngược lại, độ phân tán cao nữa, sol Au có màu vàng gần màu dung dịch thật ●Chính độ phân tán hình dạng hạt keo hai yếu tố có ảnh hưởng lớn lên tính chất quang học màu sắc hệ thống keo ... Rayleigh 03 04 SỰ HẤP THŲ ÁNH SÁNG CỦA HỆ KEO MÀU CỦA HỆ KEO Sự tán xạ ánh sáng • Sự tán xạ ánh sáng hệ keo phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ hay huỳnh quang ánh sáng hạt keo Trong thực tế, tượng ánh sáng... hạt keo nhỏ bước sóng ánh sáng tới ánh sáng bị nhiễu xạ Do ánh sáng tán xạ hệ keo chủ yếu nhiễu xạ hạt keo - Trong hệ keo, tính chất đặc trưng phân tán ánh sáng hấp thụ ánh sáng Một số đặc tính. .. qua hệ phần xạ làm cho tưởng hấp thụ MÀU CỦA HỆ KEO Các hệ thống keo thường có màu sắc Những đá q có màu đá có lượng nhỏ kim loại nặng oxít chúng phân tán dạng keo Trong ngọc đỏ tía có hợp chất