Наличие поглощающих и рассеивающих частиц

Любое вещество, обладающее выраженной окраской (цветом), имеет сильное избирательным поглощением. Поэтому, при прохождении белого света через такую среду, наряду с преломлением луча, будет меняться и его цветность. Следовательно характеристики падающего и преломленного лучей будут существенно отличаться, а значение n не будет верным.

Если вещество характерно окрашено, то измерение показателя преломления следует выполнять на монохроматическом излучении того же цвета, что и среда. Это позволит исключить поглощение части исходного излучения самим веществом. Для аналитических целей интенсивно окрашенные растворы с сильным избирательным поглощением не используют из-за высокой погрешности определения. Наличие рассеивающих частиц практически не сказывается на точности показателя преломления, если размеры их больше длины волны излучения. Так как измерение показателя преломления проводят в очень тонком слое, то для большинства даже мутных сред эффектом рассеивания можно пренебречь. Для очень мелких частиц, какие образуются в коллоидах металлов, рассеяние света подчиняется закону Рэлея и зависит от длины волны. В этом случае показатель преломления подчас измеряется с существенной погрешностью.

 

Фазовый состав.

Под фазовым составом в химии понимают различие как в структуре, так и в химическом составе веществ. Показатели преломления оптических изомеров несколько отличаются, что позволяет определять их соотношение по градуировочным характеристикам, полученным путем замера стандартных серий специально приготовленных растворов. Аналогично выполняют определение состава 3-х фазных систем. Для этого используют несколько измеряемых параметров, таких как температура, пикнометрическая плотность раствора и его показатель преломления. По эмпирическим формулам рассчитывают коэффициенты, позволяющие по номограмме системы найти искомый состав. Например, таким способом можно определять соотношение компонентов в тройной системе вода – этанол – сахароза. На рисунке 8.38 приведен вид номограммы, применяемой для этих целей.

 

 

Рисунок 8.38 Вид номограммы для расчета состава тройной системы:

                   вода – этанол – сахароза.

 

8.5.3 Устройство и принцип работы рефрактометра.

На практике применяют несколько видов рефрактометров: от самых простых до более сложных, снабженных световыми и поляризационными светофильтрами. Вид одного из таких устройств показан на рисунке 8.39. Некоторые рефрактометры снабжены 2-мя шкалами, проградуированными не только в единицах показателя преломления, но и в белковых числах.

 

 

Рисунок 8.39 Внешний вид рефрактометра марки ИРФ-22.

А и Б – измерительные призмы внутри измерительной головки

1 – разъемные полушария термостатируемой измерительной головки;

2 – маховик поворота измерительной головки; 4 – осветительное зеркало;

5 – зеркало подсветки шкалы; 6 – окошко шкалы; 7 – зрительная труба (тубус);

8 – окуляр; 9 – маховик для компенсации рефракции; 10 – термометр.

 

Работа рефрактометра базируется на измерении предельного угла преломления на границе призма – слой жидкости (рисунок 8.40). В этом случае свет, пройдя через верхнюю призму (2), попадает в слой жидкости под критическим углом и скользит вдоль поверхности второй призмы (3). В окуляре (7) проецируется изображение обоих призм в виде 2-х полей: светлого (освещенная призма) и темного (не освещенная призма). При качественной настройке в перекрестье визира или просто в окуляре видна четкая граница 2-х полей: светлого и темного.

 

 

Рисунок 8.40 Схематическое устройство рефрактометра с призмой Амичи.

1 – источник света; 2 и 3 – измерительные призмы, между которыми находится тонкий слой измеряемой жидкости; 4 – фокусирующее устройство; 5 – призма Амичи для компенсации дихроизма; 6 – шкала в единицах преломления; 7 – вид поля в окуляре рефрактометра при его правильной настройке.