Nefelometrie

Nefelometrie (také tyndallometrie) je fyzikálně chemická analytická metoda pro měření koncentrace koloidních disperzí. Při stálé koncentraci je možné měřit i velikost koloidních částic. Je založena na měření intenzity rozptylu světla a absorpce světla.^[1]

Při této metodě se využívá speciálních optických vlastností koloidních disperzí. Světlo procházející v určitém směru do koloidů způsobuje kolmo na tento směr opalescenci, která je způsobena rozptylem světla na koloidních částicích. Tento úkaz se nazývá Tyndallův jev.

Princip metody

Při průchodu světelných paprsků kapalinou, která obsahuje jemně rozptýlené nerozpuštěné částice (suspenze, koloidní disperze), dochází k rozptylu světla do všech směrů a intenzita procházejícího světla se zmenšuje v závislosti na koncentraci suspendovaných částic.

Do vzorku vniká primární světlo a měří se intenzita sekundárního světla, které se odráží od částic v určitém úhlu ke směru, kterým do vzorku primární světlo vniklo. Koncentraci suspendovaných částic lze zjišťovat dvojím způsobem:

měřením světelného toku, který je částicemi odrážen kolmo nebo pod určitým úhlem na směr dopadajícího paprsku. Tento způsob měření se označuje jako nefelometrie.
měřením světelného toku po průchodu prostředím ve směru dopadajícího světelného toku ze zdroje. Tento způsob měření se označuje jako turbidimetrie.

Měřící přístroje

Nefelometr je přístroj k měření koncentrace látek založený na měření intenzity rozptýleného světla v ose kolmé na zdroj světla. Turbidimetr je přístroj k měření koncentrace látek založený na měření poklesu intenzity světla způsobeného jeho rozptýlením a to ve směru paprsku světla. Moderními přístroji lze stanovit objemové koncentrace 10-5 % i nižší.

Většina přístrojů pro měření zákalu vody používá průtočnou vzorkovací celu s průtokem obvykle 0,2 až 20 l/min. Světelný paprsek vstupuje do cely a opouští ji přes optická okénka. Detektor rozptýleného světla je v úhlu 90° vůči procházejícímu paprsku.

Vyšší hodnoty zákalu není možné měřit při úhlu detekce 90°, neboť zvýšený počet částic zvyšuje vícenásobný rozptyl světla. Proto se využívá dvoukanálová (dvoupaprsková) metoda, kdy se rozptýlené světlo současně měří pod úhlem 90° a 25°. Signál z úhlu 90° indikuje množství malých částic, signál z úhlu 25° indikuje množství velkých částic.

Je nutné empirické kalibrování přístrojů, neboť intenzita rozptýleného světla závisí na mnoha faktorech. Především závisí na koncentraci částic ve vzorku a na úhlu rozptylu, dále na vlnové délce použitého světla a na vlastnostech nerozpustných částic v kapalině (velikost částic, jejich tvar, barva a index lomu).

Použití

Přístroje pro snímání zákalu se používají ve vodárnách a čističkách vod při kontrole pitné vody. Zjišťují kvalitu neupravené vody, kontrolují písková filtrační zařízení a řízení jednotlivých stádií při úpravě vody. Dále se využívají při měření sedimentujících látek v odpadních vodách.

V potravinářském průmyslu se používají pro měření čirosti piva i různých dalších alkoholických i nealkoholických nápojů (víno, ovocné šťávy atd.). Využívají se i při výrobě biomasy, kde měří její koncentraci a sledují činnost filtračních zařízení.

Nefelometrie a turbidimetrie se uplatňují i v medicíně. Nejčastěji se používají při imunochemických reakcích, kde zákal tvoří komplexy antigen-protilátka.

Jednotky

Nejčastějšími jednotkami jsou

NTU - Nephelometric Turbidity Units
FNU - Formazin Nephelometric Unit
FTU - Formazin Turbidity Unit
ppm - parts per million

Odkazy

Reference

↑ is.mendelu.cz [online]. [cit. 2020-03-11]. Dostupné online.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Nefelometrie na Wikimedia Commons

https://is.mendelu.cz/eknihovna/opory/zobraz_cast.pl?cast=52957

[1] is.mendelu.cz [online]. [cit. 2020-03-11]. Dostupné online.

[1]