Nephelometrie

Zusammenfassung

Unter Nephelometrie versteht man die Intensitätsmessung von Licht, das von trüben Medien (z. B. kolloiden Lösungen) gestreut bzw. durchgelassen wird. Derartige Streuungs- und Trübungsmessungen benutzt man ausschließlich für Konzentrationsbestimmungen. Ein Lichtbündel, das durch ein trübes Medium fällt, wird dadurch geschwächt, daß die kolloiden Teilchen einen Teil des Lichtes nach allen Richtungen wegstreuen (Tyndall-Streuung). Man kann nun entweder die Intensität des gestreuten Lichtes messen (Streuungsmessung), oder man bestimmt die Intensität des durchgegangenen Lichtes, d. h. die scheinbare Extinktion der Lösung (Trübungsmessung). Für kleine Teilchen ist die Beziehung zwischen Konzentration und Streuintensität I durch die Rayleighsche Formel gegeben:

EquationSource% MathType!MTEF!2!1!+- % feaagCart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaaGymaiabg2 % da9iaadchacaWGYbGaam4BaiaadchacqGHflY1daWcaaqaaiaad6ea % cqGHflY1caWGwbWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaaGcbaGaamOCamaaCa % aaleqabaGaaGOmaaaakiabgwSixlabeU7aSnaaCaaaleqabaGaaGin % aaaaaaGccaWGjbWaaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaOGaaeiiaiabgwSixd % aa!4E58!]]</EquationSource><EquationSource Format="TEX"><![CDATA[$$ 1 = prop\cdot\frac{{N\cdot{V^2}}}{{{r^2}\cdot{\lambda ^4}}}{I_0}{\text{ }}\cdot $$

((1))

N ist die Zahl der Kolloidteilchen in der Volumeneinheit, V das Volumen des einzelnen Teilchens, I ₀ die eingestrahlte Lichtintensität, r die Entfernung von dem beleuchteten Volumenelement und λ die Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes. Die Gleichung zeigt, daß bei konstanter Teilchengröße die Streuintensität der Zahl der Teilchen, d. h. ihrer Konzentration proportional ist. Im allgemeinen ändert sich aber die Teilchengröße, d. h. der Dispersitätsgrad mit der Konzentration. Da das Volumen_; d. h. die Größe der Teilchen quadratisch in die Gleichung eingeht, wird die Erhöhung der Teilchengröße eine Erhöhung der Streuung zur Folge haben. Wenn die Teilchen sehr groß werden (d >30 mμ), z. B. wenn Koagulation eintritt, so gilt die Rayleighsche Beziehung nicht mehr, die Streuung nimmt dann mit wachsender Teilchengröße wieder ab. Der Faktor λ ⁴ in der Gleichung zeigt, daß die Streuung gegen den kurzwelligen Spektralbereich stark zunimmt (das Streulicht erscheint bei Bestrahlung mit weißem Licht stets etwas bläulich, weil die kurzwelligen Komponenten des Lichtes stärker gestreut werden).