Opalescența - efectele optice ale pietrelor. Proprietățile optice ale coloizilor

Din punct de vedere vizual opalescența este definită ca strălucirea incluziunilor microscopice, formând o suspensie tulbure. Deoarece nu vorbim despre radiații, ci despre reflectarea luminii de către microparticule, există o credință în mediul filistin: pentru apariția opalescenței, este necesar ca fiecare particulă a suspensiei să fie o „oglindă” plată în miniatură.

Subtilitatea efectului opalescență constă parțial în dimensiune, parțial în formă, parțial în transmiterea luminii a „oglinzilor” care formează suspensia. Dacă dimensiunea liniară a suprafeței reflectorizante este atât de mică încât este comparabilă cu lungimea de undă a luminii, vom observa reflexia de la o astfel de particule ca un punct slab distins, înconjurat de o strălucire irizată.

Un efect similar este observat și atunci când „oglinda” este o suprafață neuniformă cu dimensiuni de defect de relief apropiate de lungimea de undă a luminii. Abia atunci lumina care trece prin suspensie se împarte în fulgere colorate în milioane de puncte de refracție și se contopește într-o strălucire albă lăptoasă - care dă opalescență.


Mediul de fundal joacă, de asemenea, un rol important în opalescența pietrelor prețioase. Refracția luminii la granițele mediilor este deosebit de decorativă în cuarț, corindon și alte minerale transparente. Mediile solide transparente sunt ideale pentru fixarea structurilor moleculare cu fibre fine, fiecare dintre acestea formând un poliedru regulat.

Cea mai frumoasă opalescență se observă tocmai atunci când rolul de „oglinzi” și „filtre de lumină” care formează o suspensie opacă în piatră este jucat de poliedre de silice.

Un exemplu clasic de opalescență estetică poate servi... Piatra, extrasă lângă coasta Pacificului a Statelor Unite, este saturată cu apă legată chimic. Multe molecule de dioxid de siliciu, care formează baza pietrei, sunt atașate la mai multe molecule de apă. Grupurile moleculare dense optic dintr-o serie de silice modifică proprietățile de transmisie a luminii ale pietrei, dând naștere fenomenului de opalescență.


prezintă o opalescență puțin mai mică decât opalul butte. Diferența rezultă din faptul că o parte din apa conținută în silice merge la oxidarea fierului impur.


Vizibil opalescență pronunțată iar la ciob opal australian. Cu toate acestea, distribuția straturilor opalescente este neuniformă, iar zonele de transmisie ridicată a luminii creează iluzia unei străluciri locale a bijuteriei. Paleta de culori naturale a opalului australian, îmbătrânită în tonurile albastre ale naturii, evidențiază lumina reflectată. face dintr-un ciob obișnuit de silice o piatră prețioasă.


Ceață cețoasă de opalescență clasică face ca strălucirea irizată a cabochonului rotund să fie enigmatică și misterioasă. În absența unei brume de lumină împrăștiată, această piatră cu greu ar fi produs o impresie atât de uimitoare.



Natura opalescenței cuarțului trandafir și ametistului violet-roz este identică cu mecanismul de împrăștiere a luminii de către opal. Nu e de mirare: din punct de vedere mineralogic, opalele și cuarțul sunt frați.


Unele soiuri de agat, datorită opalescenței frumoase, sunt asemănătoare cu cuarțului și opalelor. Acesta este ceea ce folosesc numeroși falsificatori de opal...

OPALECȚIA(lat. opalus opal) - fenomenul de împrăștiere a luminii prin sisteme coloidale și soluții de substanțe macromoleculare, observat în lumina reflectată. O. se datorează difracţiei luminii produsă de particulele coloidale sau macromoleculele.

Măsurarea intensității O., realizată cu ajutorul nefelometrelor și fotometrelor speciale, este utilizată pe scară largă în determinarea concentrației de proteine, lipide, acizi nucleici, polizaharide și alte substanțe macromoleculare în biol, lichide, precum și în măsurarea unui mol. . greutatea (masa) biopolimerilor în soluții și masa micelară a particulelor coloidale (vezi Nefelometrie). Fenomenul de împrăștiere a luminii de difracție este baza pentru determinarea dimensiunii și formei particulelor coloidale folosind un ultramicroscop (vezi); este un semn de încredere pentru a distinge soluțiile coloidale de soluțiile adevărate de substanțe cu greutate moleculară mică. Opalescența explică turbiditatea soluțiilor coloidale și a soluțiilor de substanțe macromoleculare în iluminarea lor laterală, precum și culoarea diferită a aceleiași soluții coloidale atunci când este văzută în lumină transmisă și reflectată. Deci, de exemplu, soluțiile coloidale de sulf în lumina transmisă sunt transparente și au o culoare roșie, în lumina reflectată sunt tulburi și colorate în albastru.

O. de soluții coloidale de aur a fost studiat pentru prima dată de Faraday (M. Faraday) în 1857. Acest fenomen a fost studiat mai detaliat de J. Tyndall, care a publicat în 1869 rezultatele observațiilor sale. El a descoperit că în întuneric, traseul unui fascicul puternic de lumină care trece prin orice soluție coloidală, privit din lateral, arată ca un con luminos (așa-numitul con Tyndall).

Teoretic, fenomenul O. a fost fundamentat de Rayleigh (J. W. Rayleigh) în 1871. Pentru particulele sferice care nu conduc curentul electric, ale căror dimensiuni sunt mici în comparație cu lungimea de undă a luminii incidente asupra lor, Rayleigh a dedus următoarea ecuație:

unde I este intensitatea luminii observată în direcția perpendiculară pe fasciculul luminos incident; n este numărul de particule care difuzează lumina pe unitate de volum; v este volumul particulei, λ este lungimea de undă a luminii incidente; I 0 - intensitatea fasciculului inițial de lumină; K este un coeficient de proporționalitate, a cărui valoare depinde de diferența dintre indicii de refracție ai luminii fazei dispersate și mediul de dispersie și de distanța de la particule la observator.

Dacă lumina care trece prin sistemul coloidal nu este monocromatică, atunci razele de unde scurte sunt împrăștiate într-o măsură mai mare, ceea ce explică colorarea diferită a soluțiilor coloidale atunci când sunt observate în lumina transmisă și reflectată.

Difuzarea luminii produsă de sistemele cu dispersie grosieră (suspensii și emulsii) diferă de împrăștierea optică prin faptul că se observă nu numai în lumina reflectată, ci și în lumina transmisă și se datorează reflectării și refracției luminii de către particulele microscopice. Este ușor să distingem O. de fluorescență (vezi) prin introducerea unui filtru de lumină roșie pe traseul fasciculului, to-ry, întârzierea părții cu undă scurtă, stinge fluorescența, dar nu elimină O.

Bibliografie: Voyutsky S. S. Curs de chimie coloidală, M., 1975; Y și rgyo n-cu aproximativ n cu B. Macromolecule organice naturale, trans. din engleză, p. 72, Moscova, 1965; Williams V. și Williams X. „Chimie fizică pentru biologi, trad. din engleză, p. 442, M., 1976.

PROPRIETĂȚI ELECTROCINETICE ALE COLLOIZILOR

Fenomenele electrocinetice sunt împărțite în două grupe: directe și inverse. Cele directe includ acele fenomene electrocinetice care apar sub acțiunea unui câmp electric extern (electroforeza și electroosmoza). Reversul se numește fenomene electrocinetice, în care, în timpul mișcării mecanice a unei faze față de alta, ia naștere un potențial electric (potențialul de curgere și potențialul de sedimentare).

Electroforeza și electroosmoza au fost descoperite de F. Reiss (1808). El a descoperit că, dacă două tuburi de sticlă sunt scufundate în argilă umedă, umplute cu apă și electrozi sunt plasați în ele, atunci când trece un curent continuu, particulele de argilă se deplasează către unul dintre electrozi.

Acest fenomen de mișcare a particulelor din faza dispersată într-un câmp electric constant a fost numit electroforeză.

Într-un alt experiment, partea de mijloc a unui tub în formă de U care conținea apă a fost umplută cu cuarț zdrobit, a fost plasat un electrod în fiecare cot al tubului și a fost trecut un curent continuu. După ceva timp, în genunchi, unde a fost localizat electrodul negativ, a fost observată o creștere a nivelului apei, în celălalt - o scădere. După oprirea curentului electric, nivelurile apei din coturile tubului au fost egalizate.

Acest fenomen de mișcare a unui mediu de dispersie față de o fază staționară dispersă într-un câmp electric constant se numește electroosmoză.

Mai târziu, Quincke (1859) a descoperit un fenomen invers electroosmozei, numit potențial de percolare. Constă în faptul că atunci când un fluid curge sub presiune printr-o diafragmă poroasă, apare o diferență de potențial. Argila, nisipul, lemnul și grafitul au fost testate ca materiale pentru diafragmă.

Fenomenul, inversul electroforezei și numit potențial de sedimentare, a fost descoperit de Dorn (1878). Când particulele suspensiei de cuarț s-au așezat sub acțiunea gravitației, a apărut o diferență de potențial între nivelurile de diferite înălțimi din vas.

Toate fenomenele electrocinetice se bazează pe prezența unui dublu strat electric la limita fazelor solide și lichide.

http://junk.wen.ru/o_6de5f3db9bd506fc.html

18. Proprietăţi optice speciale ale soluţiilor coloidale datorită caracteristicilor lor principale: dispersie și eterogenitate. Proprietățile optice ale sistemelor dispersate sunt în mare măsură afectate de dimensiunea și forma particulelor. Trecerea luminii printr-o soluție coloidală este însoțită de fenomene precum absorbția, reflexia, refracția și împrăștierea luminii. Predominanța oricăruia dintre aceste fenomene este determinată de raportul dintre dimensiunea particulelor fazei dispersate și lungimea de undă a luminii incidente. LA sisteme grosiere se observă în principal reflectarea luminii de la suprafața particulelor. LA soluții coloidale dimensiunile particulelor sunt comparabile cu lungimea de undă a luminii vizibile, care determină împrăștierea luminii datorită difracției undelor luminoase.


Difuzarea luminii în soluții coloidale se manifestă sub formă opalescență– o strălucire mată (de obicei de nuanțe albăstrui), care este clar vizibilă pe un fundal întunecat cu iluminare laterală a solului. Cauza opalescenței este împrăștierea luminii pe particulele coloidale din cauza difracției. Opalescența este asociată cu un fenomen caracteristic sistemelor coloidale - Efectul Tyndall: când un fascicul de lumină trece printr-o soluție coloidală din direcții perpendiculare pe fascicul, se observă formarea unui con luminos în soluție.

Efectul Tyndall, Tyndall scattering - un efect optic, împrăștierea luminii atunci când un fascicul de lumină trece printr-un mediu optic neomogen. Este de obicei observat ca un con luminos (conul lui Tyndall) vizibil pe un fundal întunecat.

Este tipic pentru soluțiile sistemelor coloidale (de exemplu, solurile metalice, latexurile diluate, fumul de tutun), în care particulele și mediul lor diferă în indicele de refracție. Un număr de metode optice pentru determinarea dimensiunii, formei și concentrației particulelor coloidale și macromoleculelor se bazează pe efectul Tyndall. .

19. Zoli - sunt substante slab solubile (saruri de calciu, magneziu, colesterol etc.) existente sub forma de solutii coloidale liofobe.

Un fluid newtonian este un fluid vâscos care respectă legea lui Newton a frecării vâscoase în curgerea sa, adică stresul tangenţial şi gradientul de viteză într-un astfel de fluid sunt dependente liniar. Factorul de proporționalitate dintre aceste cantități este cunoscut sub numele de vâscozitate.

Fluidul newtonian continuă să curgă chiar dacă forțele externe sunt foarte mici, atâta timp cât nu sunt strict zero. Pentru un fluid newtonian, vâscozitatea, prin definiție, depinde numai de temperatură și presiune (și, de asemenea, de compoziția chimică dacă fluidul nu este pur) și nu depinde de forțele care acționează asupra acestuia. Un fluid newtonian tipic este apa.

Un fluid non-newtonian este un fluid în care vâscozitatea sa depinde de gradientul de viteză. De obicei, astfel de lichide sunt foarte neomogene și constau din molecule mari care formează structuri spațiale complexe.

Cel mai simplu exemplu ilustrativ de uz casnic este un amestec de amidon cu o cantitate mică de apă. Cu cât acțiunea externă este mai rapidă asupra macromoleculelor de lianți suspendate în lichid, cu atât vascozitatea acestuia este mai mare.

OPALECȚIA Opalescența critică - o creștere accentuată a împrăștierii luminii de către substanțe pure (gaze sau lichide) în stări critice, precum și soluții când ating punctele critice de amestecare. Se explică printr-o creștere bruscă a compresibilității unei substanțe, în urma căreia crește numărul de fluctuații de densitate din aceasta, pe care lumina este împrăștiată (o substanță transparentă devine tulbure).

Dicţionar enciclopedic mare. 2000 .

Sinonime:

Vedeți ce este „OPALECTION” în alte dicționare:

    Scattering Dictionary of Russian sinonime. opalescență n., număr de sinonime: 1 împrăștiere (18) Dicționar de sinonime ASIS. V.N. Trishin... Dicţionar de sinonime

    CRITICE O creștere bruscă a împrăștierii luminii de către substanțele pure în stări critice... Enciclopedia fizică

    Un fenomen optic în care soarele apare roșcat și obiectele îndepărtate (distanța) apar albăstrui. Este cauzată de prezența celor mai mici particule de praf în aer; cel mai des și cel mai puternic observat în masele de aer marin tropical... Dicționar marin

    Joc de culori iridescent, caracteristic opalelor și altor geluri, aparent datorită structurii celulare. O. de minerale cristaline, de exemplu, cuarțul, este de obicei asociată cu o abundență de goluri regulate fațetate. Dicţionar geologic: în 2 volume. M.: Nedra. Sub … Enciclopedia Geologică

    opalescență- o creștere accentuată a împrăștierii luminii în mediul înconjurător, întunecarea mediului... Terminologie oficială

    opalescență- si bine. opalescență, germen. Opaleszenz lat. vezi opal + sufix escentia care denotă acțiune slabă. fizic Fenomenul de împrăștiere a luminii de către un mediu tulbure, datorită neomogenității sale optice. Krysin 1998. Opalescent. Aer lichid atunci când ...... Dicționar istoric al galicismelor limbii ruse

    opalescență- Culoarea lăptoasă sau sidefată sau luciul mineralului. [Dicţionar gemologic rus englez. Krasnoyarsk, KrasBerry. 2007.] Subiecte gemologie și producție de bijuterii EN opalescență... Manualul Traducătorului Tehnic

    opalescență- - împrăștierea luminii printr-un sistem coloidal, în care indicele de refracție al particulelor fazei dispersate diferă de indicele de refracție al mediului de dispersie. Chimie generală: manual / A. V. Zholnin ... Termeni chimici

    Opalescența 1) un fenomen optic constând într-o creștere accentuată a împrăștierii luminii de către lichidele și gazele pure atunci când acestea ating un punct critic, precum și prin soluții în punctele critice de amestec. Motivul fenomenului este o creștere bruscă... Wikipedia

    - (opal + sufix lat. escentia care înseamnă acțiune slabă) faze. fenomenul de împrăștiere a luminii de către un mediu tulbure datorită neomogenității sale optice; observat, de exemplu, la iluminarea majorității soluțiilor coloidale, precum și în substanțele din ... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse