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物理化学
1.15.3.3 三、超显微镜与粒子大小的近似测定(Ultramicroscope and Approximate D...
三、超显微镜与粒子大小的近似测定(Ultramicroscope and Approximate Determination of Particle Size)

高度分散的溶胶从外观上看是完全透明的,一般显微镜也不能看到胶体粒子的存在,这主要是因为一般显微镜是在入射光的反方向上观察,散射角α=180°,这时的散射光受到透射光强烈的干扰,而且又是在光亮的背景上观察,这如同白天看星星,一无所见。根据丁铎尔效应设计出的超显微镜(图11—2),可看到胶体粒子的存在及运动。超显微镜的主要区别是强光源照射,在与入射光垂直的方向上及黑暗视野的条件下观察。这样可以看到一个个闪闪发亮、不断移动的光点,这些亮点并非粒子本身的真实形象,是其散射光,而散射光的影像要比胶体粒子的投影大数倍之多。

虽然超显微镜看不到胶体粒子的形状与大小,但可用它来估算胶体粒子的平均大小。由缝隙的调节可以得到光束的高度及宽度,再结合样品的厚度,即可算出发生散射光的溶胶的体积。将溶胶稀释到在超显微镜下可直接地数出粒子的个数,即可得到粒子的数密度。

如果已知单位体积溶胶中分散相的质量,则可由数密度求得每个胶体粒子的质量m。再假设粒子为圆球形,其半径为r,分散相的密度为ρ,则由

即可求得胶体粒子的半径r:

这里所说的粒子,实际上是指胶核。电子显微镜下可能观测到粒子的大小与形状,许多溶胶的电子显微镜照片表明,胶体粒子可以是大小不等、形状各异,且不一定皆为球形。