3.1.2 Рефрактометрія

Рефрактометричний метод аналізу побудований на вимірюванні показника заломлення речовини, що досліджується.

При переході променя світла з одного оптично прозорого середовища в інше він змінює первісний напрямок, тобто заломлюється.

Фізичний зміст показника заломлення – це відношення швидкості поширення світла в середовищі 1 (V₁) до швидкості поширення світла в середовище 2 (V₂):

n = V₁ / V₂ = sin / sin

Відношення швидкості поширення світла у вакуумі до швид­кості поширення світла в середовищі або відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення називається абсолютним показником заломлення; при переході променя світла з повітря в речовину — відносним показником залом­лення іншого середовища по відношенню до першого.

Практично n вимірюють по відношенню до повітря, тобто ви­мірюють відносний показник заломлення. Його величина зале­жить від агрегатного стану речовини, поляризованості, довжини хвилі світла, що проходить, температури. Як правило, рефракто­метричні вимірювання виконують при температурі 20°С і довжи­ні хвилі D лінії спектра атома натрію (λ = 589,3 нм). Показник заломлення, визначений у таких умовах, позначають n_D²⁰.

Застосування рефрактометрії в якісному аналізі

Величину показника заломлення використовують в якісному аналізі для:

• ідентифікації речовин;

• визначення чистоти та тотожності речовин.

Застосування рефрактометрії в кількісному аналізі

Залежність показника заломлення від концентрації речовин у розчині покладена в основу кількісних визначень рефрактомет­ричним методом і використовується для:

• визначення якості приготовлених розчинів та термінів збе­рігання концентрованих розчинів;

• кількісного визначення компонентів в дво- та багатокомпо­нентних сумішах.

Рефрактометричний метод використовують для кількісного визначення білка в крові, концентрації водних та неводних роз­чинів органічних та мінеральних кислот та солей, етилового спирту, гліцерину та ін. Його широко використовують в аптеках і контро­льно-аналітичних лабораторіях для кількісного визначення лікар­ських речовин, а також їх сумішей як один з найбільш зручних експрес-методів аналізу.

В основу рефрактометричних вимірювань розчинів покладено залежність між концентрацією розчину речовини та його показ­ником заломлення, яку виражають формулою:

n = n₀+F·C,

де n - показник заломлення розчину; n_0- показник заломлення розчинника; C - концентрація розчину; F - фактор, який дорівнює величині приросту показника за­ломлення при збільшенні концентрації на 1 % (встанов­люють експериментально або розраховують за таблицями показників заломлення).

Величини факторів показників заломлення для багатьох вод­них розчинів наведені в довід­никах і спеціальних таблицях. Для деяких речовин, що найбільш часто зустрічаються в аналізі, значення представлені в таблиці.

Визначення концентрації розчину рефрактометричним мето­дом можна виконувати також за градуювальним графіком у коор­динатах n- C або за таблицями.