2.2.6. Показатель преломления (индекс рефракции)

Показатель преломления п_а среды относительно воздуха равняется отношению синуса угла падения луча света в воздухе к синусу угла преломления луча света в данной среде.

• Абсолютным показателем преломления называют отношение скорости распространения света в вакууме к скорости распространения света в испытуемом веществе. Относительный показатель преломления - это отношение скорости распространения света в воздухе к скорости распространения света в испытуемом веществе.

Если нет других указаний в частной статье, определение показателя преломления проводят при температуре (20+0,5)^оС при длине волны линии D спектра натрия (А=589,3 нм); показатель преломления, определенный в таких условиях, обозначают индексом n²_D°.

• Показатель преломления зависит от температуры и длины волны света, при которой проводят определение. В растворах показатель преломления зависит также от концентрации вещества и природы растворителя.

• Определение показателя преломления применяется для установления подлинности и чистоты вещества. Метод применяют также для определения концентрации вещества в растворе, которую находят по графику зависимости показателя преломления от концентрации. В таком случае точность измерения показателя преломления должна быть не ниже +210^-4. На графике выбирают интервал концентраций, в котором соблюдается линейная зависимость между коэффициентом преломления и концентрацией. В этом интервале концентрацию можно вычислить по формуле:

X n - no

F '

где:

Х - концентрация вещества врастворе; n - показатель преломления раствора;

n0 - показатель преломления растворителя при той же температуре; F - фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1% (устанавливается экспериментально).

Рефрактометры обычно определяют критический угол. В таких приборах главной частью является призма с известным показателем преломления, которая контактирует с анализируемой жидкостью.

Для калибровки приборов используют эталонные вещества, обозначенные в Табл. 2.2.6.-1. Значение показателя преломления каждой эталонной жидкости обозначается на этикетке. Градуировка приборов проводится по эталонным жидкостям, прилагаемым к приборам, или дистиллированной воде, для которой n²_D° = 1,3330 (Лп / At = -0,000085).

Таблица 2.2.6.-1.

Эталонная жидкость

Триметилпентан ГСО

Толуол ГСО

Метилнафталин ГСО

An / At

(температурный коэффициент)

-0,00049

-0,00056

-0,00048

При использовании белого света рефрактометры должны быть оборудованы компенсационной системой. Прибор должен давать показания с точностью как минимум до третьего десятичного знака и обеспечивать возможность проведения операций при заданной температуре. Цена деления термометра не должна превышать 0,5^оС.

2.2.7. Оптическое вращение

Оптическое вращение - это свойство вещества вращать плоскость поляризации поляризованного света.

Оптическое вращение считается положительным (+) для правовращающих веществ (то есть тех, которые вращают плоскость поляризации по часовой стрелке) и отрицательным (-) для левовращающих веществ.

Удельное оптическое вращение [a_m ]\, выраженное в радианах (рад), представляет собой вращение, вызванное слоем жидкости или раствора толщиной 1 метр, содержащим 1 килограмм оптически активного вещества в 1 метре кубическом при прохождении через него поляризованного света с длиной волны А при температуре t. Для практических целей удельное оптическое вращение [a _m ]\

обычно выражают в миллирадианметрах квадратных на килограмм (мрад ' м²' кг¹).

Угол оптического вращения жидких веществ представляет собой угол вращения а плоскости поляризации, выраженный в градусах (^о), при длине волны линии D спектра натрия (А = 589,3 нм), измеренный при температуре 20^оС в толщине слоя 1 дециметр. Для растворов способ приготовления указывают в частной статье.

Удельное оптическое вращение [a] _D⁰ жидкости представляет собой угол вращения а плоскости поляризации, выраженный в градусах (^о), при длине волны линии D спектра натрия (А = 589,3 нм), измеренный при температуре 20^оС, рассчитанный для толщины слоя 1 дециметр испытуемого вещества и деленный на плотность, выраженную в граммах на кубический сантиметр.

Удельное оптическое вращение [a]D вещества в растворе представляет собой угол вращения а плоскости поляризации, выраженный в градусах (^о), при длине волны линии D спектра натрия (А = 589,3 нм), измеренный при температуре 20^оС в растворе испытуемого вещества, и рассчитанный для слоя 1 дециметр в пересчете на содержание 1 грамма вещества в 1 миллилитре раствора. Для удельного вращения вещества в растворе всегда указывают используемый растворитель и концентрацию раствора. Удельное оптическое вращение выражают в градус-миллилитрах на дециметр-грамм [ (^о) ■ мл ■ дм^-1 ■ г^-1 ].

Пересчет удельного вращения в единицах по Международной Системе в единицы, используемые Фармакопеей, проводят по формуле: [a m ]1 = [a m ]1 -0,1745

В отдельных случаях, указанных в ча_остной статье, угол вращения может быть измерен при температурах, отличных от 20^оС, и при других длинах волн.

Используемый поляриметр должен обеспечивать измерения с точностью до 0.01^о. Шкалу обычно проверяют при помощи сертифицированных кварцевых пластинок. Линейность шкалы может быть проверена при помощи растворов сахарозы.

Методика. Определяют ноль поляриметра и угол вращения плоскости поляризации при дл_оине волны линии D спектра натрия (А = 589.3 нм) при температуре (20+0.5)^оС. Измерения оптического вращения могут проводиться при других температурах только в тех случаях, если в частной статье указан способ учета температуры. Определяют ноль прибора с закрытой трубкой; для жидкостей -с пустой трубкой; для растворов твердых веществ - с трубкой, заполненной соответствующим растворителем. Проводят не менее 5 измерений и рассчитывают среднее значение.

Удельное оптическое вращение вычисляют по формулам, обозначая правое и левое вращение соответственно (+) и (-).

Для жидкостей:

[a ]²D =-^a-

l р 2

Для веществ в растворе:

[a]²

1000 a l-c

где:

с - концентрация вещества в растворе, в г/л.

Содержание с или с' растворенного вещества, в г/л или процентах (м/м) соответственно, рассчитывают по формулам:

1000 a 100 a

с = c' =

l-[a]²⁰ l-[a]²⁰ -р2

^где: _о

a - угол вращения, измеренный при температуре 20+0,5^оС, в градусах; l - длина поляриметрической трубки, в дециметрах;

p₂₀ - плотность при температуре 20^оС, в граммах на кубический сантиметр. В фармакопейном анализе плотность заменяют относительной плотностью.