Проведение измерений и обработка результатов
Фильтровальной бумагой убирают воду, вносят три – четыре капли первого исследуемого раствора, закрывают камеру, совмещают перекрестие линий с границей светотени и по шкале показателя преломления записывают значение n этого раствора.
Специально для растворов сахарозы в приборе имеется вторая шкала, по которой определяют только содержание сахарозы в процентах по массе.
Растворы наносят на поверхность нижней призмы пипеткой, стеклянной палочкой, а лучше пластмассовой трубочкой для коктейля, чтобы не царапать прозрачное стекло. Лучше для каждого раствора использовать свою трубочку, чтобы один раствор на попадал в другой.
При более тщательных измерениях в камере поддерживают заданную температуру, прокачивая через термостатирующую рубашку воду нужной температуры.
По окончании измерений камеру надо промыть дистиллированной водой, высушить фильтровальной бумагой и закрыть, положив между призмами сухую бумагу.
Первый вариант задания. Определить с помощью рефрактометра неизвестные концентрации растворов. Предварительно необходимо построить калибровочный график. Для этого берут или готовят несколько (5 – 8) растворов с известными концентрациями С данного вещества, измеряют их показатели преломления n и строят калибровочный график зависимости n от С. По нему затем определяют неизвестные концентрации. Для растворов другого вещества требуется делать свой градуировочный график.
Оценку абсолютной
погрешности определения неизвестной
концентрации можно сделать следующим
образом. Абсолютная погрешность
определения n составляет
0,5 малого деления шкалы рефрактометра,
т.е. Δn=0,0001.
Растворённое вещество при концентрации
С вызывает увеличение показателя
преломления n
относительно дистиллированной воды
(
)
на (n–n0).
Из пропорции ΔС/Δn=С/(n–n0)
находят ΔС и результат записывают
в виде
.
Концентрацию растворов сахарозы (без добавок других веществ) определяют по специальной шкале рефрактометра тем же путём. Абсолютную погрешность оценивают способом, аналогичным вышеописанному, и результат записывают в виде ( )% масс сахарозы.
Второй
вариант задания.
Определить зависимость
показателя преломления
смеси от содержания компонента. Для
этого берут две
взаиморастворимые жидкости или два
химически не
взаимодействующих водных раствора А
и В
по 100–150см3
каждого. Измеряют их показатели
преломления. Затем с помощью
мензурки последовательно готовят
смесей
A+В
с
различным
объёмным содержанием компонента В
и измеряют показатель преломления
каждой смеси. Строят график зависимости
показателя преломления
смеси от содержания компонента В.
Делают заключение oб
аддитивности показателя преломления
в бинарной системе А+В.
Контрольные вопросы и задания
Вывести законы отражения и преломления световых волн с помощью принципа Гюйгенса.
В чём заключается явление полного отражения света? Как оно используется для объяснения принципа работы рефрактометра?
Что такое абсолютный и относительный показатели преломления? Объяснить связь между ними и их физический смысл.
Объяснить явление полного внутреннего отражения. Каковы условия наблюдения этого явления?
Рассказать об устройстве и принципе действия рефрактометра Аббе.
Рассказать о ходе лучей в призмах рефрактометра, а также об использовании явления полного внутреннего отражения для определения показателя преломления жидкости с помощью данного прибора.
Дать определение явлению дисперсии. Рассказать о нормальной и аномальной дисперсии.
Из двух взаиморастворимых жидкостей, например воды и этанола, приготовлены композиции различного состава. Как должен бы выглядеть график зависимости показателя преломления композиции от содержания одного из компонентов?
Имеется несколько экспериментальных точек для построения калибровочного графика зависимости показателя преломления от концентрации раствора. Как, пользуясь методом наименьших квадратов, составить эмпирическую формулу этой зависимости?
Какими достоинствами и недостатками обладает рефрактометрический метод физико-химического анализа в сравнении с другими способами определения концентрации растворов?