ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рефрактометрия из "Современная аналитическая химия" Приборы, способные измерять с высокой точностью показатель преломления, легко приобрести они просты в обращении. Разработан ряд аналитических приемов, основанных на использовании этих приборов. [c.228] Показатель преломления связан с числом, зарядами и массами вибрирующих частиц в веществе, через которое проходит излучение. Было обнаружено, что для групп сходных соединений показатель преломления зависит от плотности и молекулярной массы образца. Поэтому показатель преломления можно использовать наряду с точкой плавления, температурой кипения и плотностью для характеристики и идентификации жидких веществ. [c.228] Во многих случаях показатель преломления бинарных смесей линейно изменяется с составом смеси, хотя всегда желательно проверить, выполняется ли это аддитивное условие, путем построения калибровочных кривых. Сложные смеси необходимо перед проведением измерений разделить на отдельные либо бинарные фракции. [c.228] Современные рефрактометры позволяют измерить показатель преломления с большой точностью (максимальная точность составляет 0,2%), если используется монохроматическое излучение известной длины волны и температура тщательно контролируется. Такая степень точности необходима, поскольку в гомологических рядах органических соединений показатель преломления слабо изменяется от вещества к веществу. Более заметные изменения можно получить, измеряя дисперсию. [c.228] Значения 8 я О являются характеристическими для преломляющего вещества с их помощью можно идентифицировать и характеризовать органические соединения, например углеводороды, которые присутствуют в различных фракциях нефти, полученных дистилляцией. [c.228] Данные о показателях преломления веществ особой чистоты для определенных длин волн и температур имеются в соответствующих таблицах справочников. [c.228] Наиболее популярны такие рефрактометры, в которых определения основаны на измерении предельного угла преломления. Сюда следует отнести приборы типа Аббе, рефрактометры погружные (иммерсионные) и рефрактометры Пульфриха. Они отличаются диапазонами измерений и источниками света. В общем случае, если для освещения используется белый свет, в состав прибора входят также призмы для компенсации различия в длине волны. [c.228] Рефрактометр типа Аббе широко применяется для измерений показателя преломления в пределах 1,30—1,79, правильность показаний составляет 0,0001. Основные части такого прибора показаны на рис. 8.5. [c.228] Для лучей, падающих под скользящим углом (угол падения для них равен 90°), угол преломления равен предельному (гп). Образуется пучок параллельных лучей, которые затем собираются линзой конденсора. [c.229] Используя три сменных набора призм и источник монохроматического света, с помощью прецизионного рефрактометра Аббе можно определять значения п в диапазоне 1,204-1,70 с точностью 0,00003. [c.229] Рефрактометр погружения аналогичен прибору Аббе, за тем исключением, что в нем телескопическое устройство не связано с измерительной призмой, а освещающая призма отсутствует. Измерительная призма почти полностью погружается в жидкий образец, а положение границы свет — темнота определяется по незакрепленной шкале. [c.229] Отсчеты прибора переводят в значения показателя преломления с помощью таблиц. [c.229] В приборе Пульфриха горизонтальный пучок монохроматического излучения направляют вдоль поверхности прямоугольной призмы под скользящим углом. Резервуар для образца смонтирован на горизонтальной поверхности призмы, а зрительная труба закреплена на вращающейся шкале. Лучи, выходящие из призмы, отражаются под прямым углом зрительную трубу перемещают до тех пор, пока граница свет — темнота не совместится с точкой пересечения нитей в поле зрения окуляра. В других приборах для измерения показателя преломления используют смещение изображений и эффекты интерференции. [c.229] Для большей части жидкостей показатель преломления уменьшается примерно на 0,00045 единиц при увеличении температуры на 1 °С. Таким образом, для того чтобы можно было брать отсчеты с точностью до четвертого десятичного знака, жидкие образцы необходимо термостатировать с точностью 0,2 °С. Твердые тела обычно гораздо менее чувствительны к температурным изменениям. [c.230] Рефрактометрия использовалась для количественного анализа как органических, так и неорганических веществ в парообразном, жидком и твердом состояниях. Однако наиболее часто она применяется для идентификации органических жидкостей. [c.230] Различные типы рефрактометров обычно снабжены таблицами, позволяющими рассчитывать по показаниям прибора парциальную дисперсию О или удельную дисперсию 5 эти значения используют для характеристики вещества. [c.230] Л4д = [(й -1)/ 2-Ь2)](т/й) где т — мольная масса вещества. [c.230] Измерив значение мольного показателя преломления для неизвестной пробы, его можно сравнить с теоретическими данными для различных соединений. [c.230] Для получения теоретических значений складывают табличные значения показателей преломления отдельных атомов, вводя коррекцию на ненасыщенные связи или структурные единицы. Таблицы, в которых приведены значения для отдельных элементов, структурных единиц и систем сопряжения, имеются в ряде учебников и справочников. [c.230] Ввиду аддитивности показателей преломления для составляющих, тип соединения иногда можно охарактеризовать, построив график зависимости показателя преломления от плотности. Для различных типов углеводородов получают серию прямых, пересекающихся в различных точках, например цри п= 1,0458 для парафинов и 1,1082 для нафталинов. Наклон этой прямой характеризует тип парафина или нафталина. Такие калибровочные кривые можно построить с хорошей точностью. При их использовании рефрактометрия представляет собой сравнительно простой метод анализа бинарных смесей. Она оказалась также полезной для биохимических исследований — при определении глобулинов, альбуминов и т. д. [c.230] Вернуться к основной статье