Исследование зависимости показателя преломления раствора от его концентрации, Определение концентрации раствора с помощью рефрактометра, страница 8

Руководство к лабораторной работе №11

Исследование зависимости показателя преломления раствора от его концентрации. Определение концентрации раствора с помощью рефрактометра.

Цель: Изучить устройство и принцип работы рефрактометра, определить зависимость показателя преломления раствора от концентрации, определить молярную рефракцию сахара. Построить график и определить, методом графического определения, коэффициенты калибровочного графика. Найти неизвестную концентрацию вещества.

Оборудование:

1.  Рефрактометр портативный «Карат-МТ»

2.  Шесть кювет с жидкостями: одна кювета с дистиллированной водой, остальные пять с растворами сахарозы, при чем из пяти растворов четыре – известной концентрации, один - неизвестной концентрации.

3.  Шесть пипеток.

4.  Салфетки.

5.  Набор ареометров.

6.  Сосуд для измерения плотности растворов.

7.  Таблицы плотностей органических веществ.

Описание прибора и принцип действия:

Принцип действия основан на явлении полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с разными показателями преломления. На рефрактометре можно исследовать вещества с показателем преломления от 1.3 до 1.5.

Все измерения проводят в «белом» свете (дневном или искусственном).

Показатель преломления прозрачных сред определяют в проходящем свете, а полупрозрачных и мутных – в отраженном.

Свет проходит осветительную призму 3, рассеивается матовой гранью призмы и поступает в исследуемую жидкость, преломляется на границе ее с измерительной призмой 2 (рис.1). Затем попадает на зеркало 1 и, отклоняясь, проходит компенсатор дисперсии (призмы прямого зрения 4, 5, 6), объектив (линзы 7, 8), призму 10, сетку 11, шкалу 9 и через окуляр (линзы 12, 13, 14, 15) попадает в глаз наблюдателя.

Наблюдая в окуляр (линзы 12, 13, 14, 15), совмещают границу светотени со штрихом сетки 11, разворачивая зеркало 1 и жестко связанную с ним шкалу 9, снимают с этой шкалы отсчет величины показателя преломления.

            Для ахроматизации границы светотени служит компенсатор дисперсии, который вращается вокруг оптической оси.

Основные узлы рефрактометра смонтированы в прямоугольном металлическом корпусе. Снаружи корпуса установлены рефрактометрическая головка 1 (рис.2), каретка 8, упор 5, выведены маховички компенсатора «К» 6 и измерения «И» 7, на задней стенке – термометр. Корпус закрыт крышкой 4, на которой смонтирован окуляр 3.

Рис.1 Оптическая схема рефрактометра «Карат–МТ»

Рефрактометрическая головка (1) (рис.2) состоит из двух частей: верхней и нижней. Нижняя неподвижная часть – является измерительной, а верхняя осветительной призмой. Осветительная призма откидывается примерно на 172.° При подъеме осветительной призмы  утапливается ручка (2). С помощью каретки 8 рефрактометр устанавливают  на направляющую 9 футляра 11.

С помощью упора 5 и отвертки осуществляется подъюстировка, т. е. перемещение объектива (линзы 7, 8, см. рис.1) в нужную сторону при выставлении начала отсчета.

Маховичком «К» 6(см. рис.2) поворачивают компенсатор дисперсии с целью устранения ахроматизации границы светотени, наблюдаемой в окуляр, а маховичком измерения «И» 7 разворачивают зеркало со шкалой с целью нахождения границы раздела светотени и совмещения ее со штрихом сетки.

Рис.2. Внешний вид рефрактометра «Карат-МТ»

При помощи измерений на рефрактометре определяют молекулярную рефракцию вещества.

            Молекулярная рефракция. В самом общем виде зависимость некоторой функции – показателя преломления от плотности вещества может быть выражена следующим образом: f(n)=rr, где r – коэффициент пропорциональности, называемый удельной рефракцией.