ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратура из "Физико-химические методы анализа Изд4" В основу рефрактометрических методов анализа положено определение показателя (коэффициента) преломления исследуемого вещества. [c.116] Если луч света переходит из одной среды в другую, то направление его меняется, т. е. луч света он испытывает преломление. [c.116] Угол падения, при котором луч скользит по поверхности раздела, называется углом полного внутреннего отражения. [c.117] Следовательно, зная угол полного внутреннего отражения, можно определить величину показателя преломления. Этот способ определения показателя преломления вещества и используется во многих конструкциях рефрактометров, описанных ниже. [c.117] Для особо точных измерений показателя преломления используется другой принцип определения—интерферометр ический. [c.117] Предположим, что от одного источника света (рис. 64, а) при помощи двух щелей диафрагмы 3 образуются два пучка света, проходящие через одинаково преломляющие среды 1 а 2. Если оба луча наблюдать одновременно в окуляре 4, то можно видеть интерференционную картину, изображенную на рис. 64, б (верхняя часть). Если другая пара пучков света пройдет через различные преломляющие среды, то вследствие различной скорости света в этих средах наблюдаемая картина интерференции будет уже иная, сдвинутая относительно ранее наблюденной (рис. 64,6, нижняя часть). Величина сдвига интерференционных полос пропорциональна разности показателей преломления сред. Интер-ферометрическим методом можно очень точно определить не абсолютное значение показателя преломления, а только разницу между показателями преломления двух исследуемых сред. [c.117] Этот метод применим в тех случаях, когда показатели преломления незначительно изменяются с изменением концентрации вещества или когда показатели преломления исследуемых веществ отличаются друг от друга не более чем на 0,01. [c.117] Показатель преломления зависит и от температуры. В табл. 11 приведены примеры зависимости п от температуры для некоторых веществ. [c.118] Таким образом, при рефрактометрических измерениях постоянство температуры играет очень важную роль. [c.119] Пользуясь аналогичными таблицами, вычисляют молекулярные рефракции различных соединений. [c.119] В анализе, однако, чаще используют не молекулярные рефракции, а непосредственно показатели преломления. Так, например, для определения содержания сахара в растворе по показателю преломления пользуются кривой зависимости показателя преломления п от содержания сахара С аН-гаОп (рис. 66). Как можно видеть, между этими величинами существует почти прямолинейная зависимость. Однако такая зависимость соблюдается не всегда. Например, для раствора метилового спирта СНдОН кривая имеет иной вид (рис. 66). Воспользоваться этой кривой для определения содержания метилового спирта в растворе невозможно, так как изменение показателя преломления невелико. [c.120] Указанные кривые широко используются аналитиками при определении содержания одного вещества в растворе. Более сложные зависимости п от состава смеси получаются для растворов, содержащих два растворенных вещества. Такие тройные системы удобнее всего изображать на треугольных диаграммах. При построении последних используется свойство равностороннего треугольника, по которому сумма длин линий, проведенных из любой точки внутри треугольника параллельно его сторонам,—величина постоянная и равная длине стороны треугольника. Если длину сторон принять равной 100%, то каждая точка внутри треугольника будет соответствовать определенному процентному составу тройной смеси. Так, на рис. 67 точка М соответствует составу смеси, в которой содержится 40% компонента А, 30% компонента В и 30% компонента С, а точка N соответствует смеси следующего состава А=10%, В=40%, С=50%. [c.120] Основным прибором для определения коэффициента преломления является рефрактометр. Для точных исследований применяют рефрактометры Пульфриха и Аббе. В качестве источника света, при рефрактометрических измерениях применяют горелку, дающую свет, богатый лучами натрия. [c.123] Схема прохождения света в этом рефрактометре показана на р-ис. 70. Луч света 1, проходящий через конденсорную линзу, попадает в кювету 3 с исследуемым раствором, а затем—в призму 4, где преломляется. [c.123] Трубке 5 пропускают воду, температура которой контролируется термометром 6. [c.125] В отличие от рефрактометра Пульфриха рефрактометр Аббе допускает освещение не монохроматическим, а белым светом. При этом в окуляре 7 получается окрашенная граница поля. Для усиления резкости границы в нижней части трубки имеется компенсатор 8, состоящий из двух призм, вращающихся в разные стороны. [c.125] Схема прохождения луча света в рефрактометре Аббе при различных углах поворота призмы показана на рис. 72. Поворотом этих призм достигается необходимая резкость поля, возникающая в тот момент, когда дисперсии света в исследуемом веществе и призмах будут равны и противоположны по знаку. [c.125] Для определения показателя преломления на рефрактометре Аббе 2—3 капли исследуемого вещества помещают между половинками призмы и плотно сжимают их. Поворотом зеркала ярко освещают призму белым светом. Все поле в окуляре должно быть освещено равномерно (рис. 72, а). Неравномерное освещение поля, темные пятна на нем указывают на недостаточное количество внесенной жидкости. В таком случае следует раскрыть призмы, добавить несколько капель исследуемой жидкости, и снова плотно прикрыть их. Пропуская воду необходимой температуры по трубке, добиваются постоянства температуры призмы и исследуемого вещества. После этого поворотом призмы добиваются появления темного поля в окуляре 7. Появление темного поля соответствует такому положению призмы, при котором луч света испытывает в нижней половине призмы полное внутреннее отражение от поверхности раздела между призмой и исследуемым веществом (см. рис. 72, б). Если граница темного поля не резкая, окрашенная, то, вращая компенсатор, добиваются получения резкой границы темного поля. После этого рукой или микрометрическим винтом точно наводят границу темного поля на перекресток нитей затем отсчитывают значение п по шкале. Как и при работе е рефрактометром Пульфриха, отсчеты делают 3—4 раза, переходя от светлого поля к темному, а затем 3—4 раза, переходя от темного поля к светлому. По полученным отсчетам вычисляют среднее значение. Часто шкала рефрактометра Аббе градуируется не в единицах показателя преломления, а сразу в процентах исследуемого вещества. Точность измерений на рефрактометре Аббе меньше, чем на рефрактометре Пульфриха, и достигает 0,0001—0,0003. [c.126] Приемы работы на этом приборе такие же, как и на рефрактометре Аббе, с той только разницей, что в сахариметре призмы остаются неподвижными, а вращается окуляр 4. [c.127] Погружной рефрактометр. Для серийных анализов часто применяют так называемый погружной рефрактометр. [c.127] Вернуться к основной статье