TURBIDYMETRIA I NEFELOMETRIA

Metody turbidymetryczne i nefelometryczne wykorzystują zjawisko rozpraszania światła na cząstkach koloidalnych. Światło przechodząc przez płyn ulega rozproszeniu. Mechanizm tego zjawiska może być różny
w zależności od rozmiarów cząstek koloidalnych:

- od 1 do 100 nm promień ulega głównie ugięciu (rozproszenie Rayleigha),

- powyżej 100 nm rozpraszają światło na zasadzie odbicia (rozproszenie Tyndalla).

W nefelometrii wykorzystuje się tylko rozpraszanie światła,
w turbidymetrii absorpcję i rozpraszanie światła.

Analiza turbidymetryczna polega na pomiarze stosunku natężenia promieniowania, które przeszło przez ośrodek zawierający zawiesinę, do natężenia promieniowania padającego:

S=lg I₀/I = Klc

gdzie: S (turbidancja - analogicznie jak absorbancja), K - współczynnik zależny od rodzaju zawiesiny(średnicy cząstek i jej liczby) i metody pomiaru oraz długości padającego promieniowania, c - stężenie roztworu zawiesiny,
l - grubość warstwy.

W wąskim zakresie stężeń turbidancja jest proporcjonalna do stężenia roztworów mętnych. Pomiary ilościowe metodą turbidymetryczną można wykonywać na spektrofotometrze, stosując metody krzywej wzorcowej. Kuwety, w których umieszcza się próbki muszą mieć przesłonięte ścianki boczne, by uniknąć wtórnego odbicia promieniowania rozproszonego.

Można przeprowadzać analizę turbidymetryczną wizualną przygotowując serię wzorców o znanym stężeniu oznaczanej substancji i porównywać ich zmętnienie
z badaną próbką, w cylindrach Nesslera.

Schematyczne porównanie zasady pomiaru turbidymetrycznego
i nefelometrycznego przedstawia rysunek

Nefelometria jest metodą analityczną polegającą na pomiarze natężenia światła rozproszonego przez zawiesinę pod kątem różnym od 180 stopni w stosunku do warstwy padającej (najczęściej pod kątem 90 lub 45 stopni). Pomiar natężenia światła rozproszonego może być wykorzystywany do oznaczania stężenia, a także do określania stopnia rozdrobnienia koloidów, gdyż natężenie światła rozproszonego zależy od wielkości cząstek substancji rozpraszającej:

I_n = I₀ K c

gdzie: I_n - natężenie promieniowania rozproszonego, I ₀ - natężenie promieniowania padającego, K - stała zależna od objętości cząstek, długości padającego promieniowania, c- stężenie analizowanego roztworu.

W pewnych granicach stężeń są one proporcjonalne do natężenia promieniowania rozproszonego. Badania prowadzi się metodami krzywej wzorcowej w nefelometrze wizualnym (porównanie zmętnienia z serią wzorców) lun za pomoca nefelometru fotoelektrycznego.

Wiązka promieniowania wychodząc ze źródła 1 przechodzi przez kolimator 2, filtr lub monochromator 3, przesłonę 4 i kuwetę z zawiesiną 5. Rozproszone w kuwecie promieniowanie pada na detektor 6, a natężenie prądu mierzy się galwanometrem 7. Zamiast nefelometru można użyć spektrofotometru z odpowiednią przystawką.

Podczas przygotowywania wzorców w nefelometrii i turbidymetrii należy pamiętać o przestrzeganiu określonego toku postępowania, kolejności i szybkości dodawania odczynników, temperatury, intensywności mieszania. W celu zwiększenia trwałości zawiesin stosuje się niewielkie dodatki koloidów ochronnych takich jak agar-agar, skrobia itp. Ponieważ rozproszenie nie zależy od rodzaju substancji można przygotować wzorce innych substancji np. BaSO₄ lub rozdrobionego szkła Pyrex.

Z oznaczeń turbidymetrycznych i nefelometrycznych zwykle korzysta się wtedy, gdy inne metody są niedostępne lub też analiza trwa zbyt długo. Metody te są stosowane do badania układów naturalnie mętnych (wody rzecznej, morskiej) lub układów, w których zmętnienie wywołane jest sztucznie (do oznaczania SO₄^2-
w postaci BaSO₄, Cl^- w postaci AgCl).

I₀

I nefelometria

I nefelometria

I turbidymetria

---