3. Експериментальна частина

Вимірюють показник заломлення досліджуваної речовини на рефрактометрі Аббе. Невелику кількість рідини (1-2 краплі розташовують між двома прямокутними призмами 2 і 4 (рис. 8.1). Світло від дзеркала / відбивається на прямокутну призму 2. Заломившись на межі розділу повітря-скло, промінь світла попадає на межу розділу скло-досліджувана речовина 3. Якщо поступово збільшити кут падіння (а), то при деякому куті вихідний промінь світла буде спрямовано вздовж грані призми, тобто здійснюється повне внутрішнє відбиття. Кут, при якому здійснюється повне внутрішнє відбиття, залежить від показників заломлення призми і досліджуваної речовини 3. Показник заломлення призми - це величина постійна.

Рисунок 8.1 - Хід променів світла у рефрактометрі Аббе

У приладі змінюють кут нахилу призми відносно дзеркала до тих пір, доки межа розділу світла і тіні не співпаде з перехрестям ниток у полі зору окуляру. При появі спектру проводять ахроматизацію за допомогою компенсатора, розташованого справа від зорової труби.

За шкалою рефрактометра визначають показник заломлення. Виміри проводяться з точністю до 10^-3 .

8.3.1. Хід роботи

а) Одержати у викладача завдання (найменування речовин).

б) Перед початком роботи перевірити шкалу рефрактометра за стандартною речовиною (наприклад, показник заломлення дистильованої води: п²⁰ = 1,333). При цьому виявляється систематична помилка приладу, і у результаті наступних вимірювань вноситься відповідна поправка.

Не забувати після кожного вимірювання протирати призми приладу етиловим спиртом і підсушувати фільтрувальним папером.

в) Виміряти показник заломлення заданої речовини при певній температурі.

г) Виміряти густину рідини при тій же температурі за допомогою пікнометра:

(8.13)

де т₀ , т₁ , т₂ - маси (г) пустого пікнометру, з водою, з досліджуваною рідиною, відповідно (аналітичні терези), після 5-10 хв. термостатуювання.

ρ_Н2О- густина води при даній температурі.

д) Виміряти показники заломлення водних розчинів сечовини (гліцерину, толуолу та ін.) з концентраціями 5%, 10%, 15%, 20%, 25% та проби розчину гліцерину, концентрація якого невідома.

є) Обробити результати вимірювань.

8.3.2 Обробка результатів

а) Розрахувати за рівнянням (8.6) молярну рефракцію заданої речовини. Порівняти експериментально одержане значення молярної рефракції з обчисленим за правилом адитивності (див. приклад) і зробити висновок відносно структурної формули досліджуваної речовини.

б) Побудувати графік залежності показника заломлення від процентної концентрації сечовини (гліцерину, толуолу та ін.): n = f(c). Визначити за графіком концентрацію гліцерину у пробі водного розчину.

г) Перерахувати процентну концентрацію розчинів у нормальну, вважаючи, що густина розчинів близька до одиниці.

д) Визначити питому рефракцію (r_A) 25 %-ного водного розчину сечовини (гліцерину, толуолу та ін.) за рівнянням (8.12). Розрахувати молярну рефракцію (R_M) цього розчину, враховуючи, що:

де М- молярна маса речовини.

є) Порівняти експериментально одержане значення молярної рефракції з обчисленим за правилом адитивності.

ж) Оформити таблицю 8.2.