Opalescência - efeitos ópticos de pedras. Propriedades ópticas de colóides

Visualmente a opalescência é definida como o brilho de inclusões microscópicas, formando uma suspensão turva. Como não estamos falando de radiação, mas da reflexão da luz por micropartículas, existe uma crença no ambiente filisteu: para o aparecimento da opalescência, é necessário que cada partícula da suspensão seja um “espelho” plano em miniatura.

A sutileza do efeito opalescência consiste em parte no tamanho, em parte na forma, em parte na transmissão de luz dos "espelhos" que formam a suspensão. Se o tamanho linear da superfície refletora for tão pequeno que seja comparável ao comprimento de onda da luz, observaremos a reflexão de tal partícula como um ponto pouco distinguível cercado por um brilho iridescente.

Um efeito semelhante também é observado quando o "espelho" é uma superfície irregular com tamanhos de defeitos de relevo próximos ao comprimento de onda da luz. Só então a luz que passa pela suspensão se divide em flashes coloridos em milhões de pontos de refração e se funde em um brilho branco leitoso - que dá opalescência.


O ambiente de fundo também desempenha um papel importante na opalescência das pedras preciosas. A refração da luz nos limites da mídia é especialmente decorativa em quartzo, corindo e outros minerais transparentes. Os meios transparentes sólidos são ideais para fixar estruturas moleculares fibrosas finas, cada uma das quais forma um poliedro regular.

A mais bela opalescência é observada justamente quando o papel de "espelhos" e "filtros de luz" que formam uma suspensão opaca na pedra é desempenhado por poliedros de sílica.

Um exemplo clássico de opalescência estética pode servir... A pedra, extraída perto da costa do Pacífico dos Estados Unidos, está saturada de água quimicamente ligada. Muitas moléculas de dióxido de silício, que formam a base da pedra, estão ligadas a várias moléculas de água. Grupos moleculares opticamente densos em uma matriz de sílica alteram as propriedades de transmissão de luz da pedra, dando origem ao fenômeno da opalescência.


exibe um pouco menos opalescência do que butte opal. A diferença decorre do fato de que parte da água contida na sílica vai para a oxidação do ferro impuro.


Perceptível opalescência pronunciada e no fragmento opala australiana. No entanto, a distribuição das camadas opalescentes é desigual e as zonas de alta transmissão de luz criam a ilusão de um brilho local da gema. A paleta de cores naturais da opala australiana, envelhecida nos tons azuis da natureza, destaca a luz refletida. faz de um caco comum de sílica uma pedra preciosa.


Névoa nebulosa da opalescência clássica torna o brilho iridescente do cabochão redondo enigmático e misterioso. Na ausência de uma névoa de luz difusa, esta pedra dificilmente teria produzido uma impressão tão impressionante.



A natureza da opalescência do quartzo rosa e da ametista violeta-rosa é idêntica ao mecanismo de dispersão da luz pelas opalas. Não é à toa: mineralogicamente, opalas e quartzo são irmãos.


Algumas variedades de ágata, devido à bela opalescência, são semelhantes ao quartzo e às opalas. É isso que vários falsificadores de opalas usam ...

OPALAÇÃO(lat. opalus opal) - o fenômeno de dispersão de luz por sistemas coloidais e soluções de substâncias macromoleculares, observadas na luz refletida. O. é devido à difração da luz produzida por partículas coloidais ou macromoléculas.

A medição da intensidade de O., feita com auxílio de nefelômetros e fotômetros especiais, é amplamente utilizada na determinação da concentração de proteínas, lipídios, ácidos nucléicos, polissacarídeos e outras substâncias macromoleculares em biol, líquidos, bem como na medição de um mol . peso (massa) de biopolímeros em soluções e massa micelar de partículas coloidais (ver Nefelometria). O fenômeno de espalhamento de luz por difração é a base para determinar o tamanho e a forma das partículas coloidais usando um ultramicroscópio (ver); é um sinal confiável para distinguir soluções coloidais de soluções verdadeiras de substâncias de baixo peso molecular. A opalescência explica a turbidez de soluções coloidais e soluções de substâncias macromoleculares em sua iluminação lateral, bem como a cor diferente da mesma solução coloidal quando vista na luz transmitida e refletida. Assim, por exemplo, soluções coloidais de enxofre na luz transmitida são transparentes e têm uma cor vermelha, na luz refletida são turvas e de cor azul.

O. de soluções coloidais de ouro foi estudado pela primeira vez por Faraday (M. Faraday) em 1857. Este fenômeno foi estudado com mais detalhes por J. Tyndall, que publicou em 1869 os resultados de suas observações. Ele descobriu que no escuro o caminho de um forte feixe de luz que passa por qualquer solução coloidal, quando visto de lado, parece um cone luminoso (o chamado cone Tyndall).

Teoricamente, o fenômeno O. foi comprovado por Rayleigh (J. W. Rayleigh) em 1871. Para partículas esféricas que não conduzem corrente elétrica, cujas dimensões são pequenas em comparação com o comprimento de onda da luz incidente sobre elas, Rayleigh deduziu a seguinte equação:

onde I é a intensidade luminosa observada na direção perpendicular ao feixe de luz incidente; n é o número de partículas espalhadoras de luz por unidade de volume; v é o volume da partícula, λ é o comprimento de onda da luz incidente; I 0 - a intensidade do feixe de luz inicial; K é um coeficiente de proporcionalidade, cujo valor depende da diferença entre os índices de refração da luz da fase dispersa e do meio de dispersão e da distância das partículas ao observador.

Se a luz que passa pelo sistema coloidal não é monocromática, os raios de ondas curtas são espalhados em maior extensão, o que explica a coloração diferente das soluções coloidais quando observadas na luz transmitida e refletida.

O espalhamento de luz produzido por sistemas grosseiramente dispersos (suspensões e emulsões) difere do espalhamento óptico por ser observado não apenas na luz refletida, mas também na luz transmitida e se deve à reflexão e refração da luz por partículas microscópicas. É fácil distinguir O. de fluorescência (veja) introduzindo um filtro de luz vermelha no caminho do feixe, que, retardando a parte de onda curta, extingue a fluorescência, mas não elimina O.

Bibliografia: Voyutsky S. S. Curso de química coloidal, M., 1975; Y e rgyo n-com cerca de n com B. Macromoléculas orgânicas naturais, trans. do inglês, pág. 72, Moscou, 1965; Williams V. e Williams X. 'Física química para biólogos, trad. do inglês, pág. 442, M., 1976.

PROPRIEDADES ELETROCINÉTICAS DE COLOIDES

Os fenômenos eletrocinéticos são divididos em dois grupos: diretos e reversos. Os diretos incluem aqueles fenômenos eletrocinéticos que ocorrem sob a ação de um campo elétrico externo (eletroforese e eletroosmose). O inverso é chamado de fenômeno eletrocinético, em que, durante o movimento mecânico de uma fase em relação a outra, surge um potencial elétrico (o potencial de fluxo e o potencial de sedimentação).

A eletroforese e a eletroosmose foram descobertas por F. Reiss (1808). Ele descobriu que, se dois tubos de vidro são imersos em argila úmida, preenchidos com água e eletrodos são colocados neles, quando uma corrente contínua é passada, as partículas de argila se movem em direção a um dos eletrodos.

Esse fenômeno de movimento de partículas da fase dispersa em um campo elétrico constante foi chamado de eletroforese.

Em outro experimento, a parte central de um tubo em forma de U contendo água foi preenchida com quartzo triturado, um eletrodo foi colocado em cada cotovelo do tubo e uma corrente direta foi passada. Depois de algum tempo, no joelho, onde estava localizado o eletrodo negativo, observou-se um aumento no nível da água, no outro - uma queda. Após desligar a corrente elétrica, os níveis de água nos cotovelos do tubo foram equalizados.

Este fenômeno de movimento de um meio de dispersão em relação a uma fase dispersa estacionária em um campo elétrico constante é chamado de eletroosmose.

Mais tarde, Quincke (1859) descobriu um fenômeno inverso à eletroosmose, chamado potencial de percolação. Consiste no fato de que quando um fluido escoa sob pressão através de um diafragma poroso, surge uma diferença de potencial. Argila, areia, madeira e grafite foram testados como materiais de diafragma.

O fenômeno, o inverso da eletroforese, e chamado de potencial de sedimentação, foi descoberto por Dorn (1878). Quando as partículas da suspensão de quartzo assentaram sob a ação da gravidade, surgiu uma diferença de potencial entre os níveis de diferentes alturas no vaso.

Todos os fenômenos eletrocinéticos são baseados na presença de uma dupla camada elétrica no limite das fases sólida e líquida.

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18. Propriedades ópticas especiais de soluções coloidais devido às suas principais características: dispersão e heterogeneidade. As propriedades ópticas de sistemas dispersos são amplamente afetadas pelo tamanho e forma das partículas. A passagem da luz através de uma solução coloidal é acompanhada por fenômenos como absorção, reflexão, refração e espalhamento da luz. A predominância de qualquer um desses fenômenos é determinada pela razão entre o tamanho de partícula da fase dispersa e o comprimento de onda da luz incidente. NO sistemas grosseiros principalmente a reflexão da luz da superfície das partículas é observada. NO soluções coloidais tamanhos de partículas são comparáveis ​​ao comprimento de onda da luz visível, que determina a dispersão da luz devido à difração das ondas de luz.


A dispersão de luz em soluções coloidais se manifesta na forma opalescência– um brilho fosco (geralmente de tons azulados), que é claramente visível contra um fundo escuro com iluminação lateral do sol. A causa da opalescência é a dispersão da luz em partículas coloidais devido à difração. A opalescência está associada a um fenômeno característico de sistemas coloidais - Efeito Tyndall: quando um feixe de luz é passado através de uma solução coloidal de direções perpendiculares ao feixe, observa-se a formação de um cone luminoso na solução.

Efeito Tyndall, espalhamento Tyndall é um efeito óptico, a dispersão da luz quando um feixe de luz passa por um meio opticamente não homogêneo. Geralmente é observado como um cone luminoso (cone de Tyndall) visível contra um fundo escuro.

É típico para soluções de sistemas coloidais (por exemplo, sóis metálicos, látex diluído, fumaça de tabaco), nas quais as partículas e seu ambiente diferem no índice de refração. Vários métodos ópticos para determinar o tamanho, forma e concentração de partículas coloidais e macromoléculas são baseados no efeito Tyndall. .

19. Zoli - são substâncias pouco solúveis (sais de cálcio, magnésio, colesterol, etc.) existentes na forma de soluções coloidais liofóbicas.

Um fluido newtoniano é um fluido viscoso que obedece à lei de Newton do atrito viscoso em seu escoamento, ou seja, a tensão tangencial e o gradiente de velocidade em tal fluido são linearmente dependentes. O fator de proporcionalidade entre essas quantidades é conhecido como viscosidade.

O fluido newtoniano continua a fluir mesmo que as forças externas sejam muito pequenas, desde que não sejam estritamente zero. Para um fluido newtoniano, a viscosidade, por definição, depende apenas da temperatura e pressão (e também da composição química se o fluido não for puro), e não depende das forças que atuam sobre ele. Um fluido newtoniano típico é a água.

Um fluido não newtoniano é um fluido em que sua viscosidade depende do gradiente de velocidade. Normalmente, esses líquidos são altamente não homogêneos e consistem em grandes moléculas que formam estruturas espaciais complexas.

O exemplo doméstico ilustrativo mais simples é uma mistura de amido com uma pequena quantidade de água. Quanto mais rápido o impacto externo nas macromoléculas de ligante suspensas no líquido, maior sua viscosidade.

OPALAÇÃO Opalescência crítica - aumento acentuado na dispersão da luz por substâncias puras (gases ou líquidos) em estados críticos, bem como soluções quando atingem pontos críticos de mistura. É explicado por um aumento acentuado na compressibilidade de uma substância, como resultado do aumento do número de flutuações de densidade, nas quais a luz é espalhada (uma substância transparente fica turva).

Grande Dicionário Enciclopédico. 2000 .

Sinônimos:

Veja o que é "OPALECTION" em outros dicionários:

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    Opalescência 1) um fenômeno óptico que consiste em um aumento acentuado na dispersão da luz por líquidos e gases puros ao atingir o ponto crítico, bem como por soluções em pontos críticos de mistura. A razão para o fenômeno é um aumento acentuado ... Wikipedia

    - (opal + lat. escentia sufixo que significa ação fraca) fases. o fenômeno de dispersão da luz por um meio turvo devido à sua não homogeneidade óptica; observado, por exemplo, ao iluminar a maioria das soluções coloidais, bem como em substâncias em ... ... Dicionário de palavras estrangeiras da língua russa