Вопрос 34

Рефрактометрия. Анализ жидкостей.

Ответ:

Рефрактометрический метод является одним из самых про­стых физико-химических методов анализа с затратой очень небольших количеств анализируемого вещества и проводится за очень короткое время. В химическом анализе этот метод применяется для идентификации веществ, установления их чистоты и количественного анализа.

Рефрактометрический метод анализа основан на измерении показателя преломления анализируемого вещества. Показатель преломления - одно из основных физических свойств вещества: индивидуальное вещество, свободное от примесей, характеризуется определенным показателем преломления. Когда луч света переходит из одной прозрачной среды в другую, на границе сред направление его изменяется - луч преломляется.

Величина показателя преломления зависит от природы вещества, длины световой волны, концентрации раствора, температуры.

Определение показателя пре­ломления производят с помощью специального прибора, называемого рефрактометром. На прак­тике применяются рефрактометры различных систем.

Принцип работы на рефрактометрах основан на определении показателя преломления методом предельного угла (угол пол­ного отражения света).

Главной деталью реф­рактометра является измерительная призма из оптического стекла, показатель преломления которого известен. Входная грань измерительной призмы, соприкасающаяся с исследуемым веществом, служит границей раздела, на которой происходит преломление и полное внутреннее отражение луча. Через вы­ходную грань измерительной призмы в зрительную трубу на­блюдают преломление или отражение света.

Коэффициент преломления при выбранных условиях измерения (длина волны, температура) является величиной, специфичной для каждого вещества. Поэтому рефрактометрию в виде измерения коэффициента преломления можно использовать для идентификации и маркировки веществ.

Чаще всего рефрактометрию применяют для аналитического определения жидкостей. Попытки выделить специфичную преломляющую способность, не зависящую от температуры, давления и агрегатного состояния, — мольную и атомную преломляющую способность — сегодня представляют в основном теоретический интерес. То же самое относится к теоретическому приложению законов смешения для многокомпонентных смесей и растворов. В большинстве случаев зависимости находят эмпирическим путем и обобщают в виде таблиц или градуировочных кривых. Для растворов, наиболее важных в техническом отношении, имеются таблицы обязательного характера.

Самыми важными областями применения рефрактометрии для измерений в жидкостях являются:

— идентификация веществ, преимущественно чистых жидкостей, например углеводородов, в большинстве случаев вместе с измерением других физических величин, таких как плотность, температура кипения и др.;

— количественное измерение концентраций и контроль чистоты смесей и растворов, составные части которых известны;

— количественный анализ многокомпонентных смесей совместно с другими методами измерения, преимущественно для определения совокупности растворенных веществ.