8.3 Експериментальна частина

Вимірюють показник заломлення досліджуваної речовини на рефрактометрі Аббе. Неве-лику кількість рідини (1-2 краплі розташовують між двома прямокутними призмами 2 і 4 (рис. 8.1). Світло від дзеркала 1 відбивається на прямокутну призму 2. Заломившись на межі розділу повітря-скло, промінь світла попадає на межу розділу скло-досліджувана речовина 3. Якщо поступово збі-льшити кут падіння ( ), 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 прово-дять 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 систе-матична 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.

Р_H2O - густина води при даній температурі.

д) Виміряти показники заломлення водних розчинів сечовини (гліцерину, толуолу та ін.) з кон-центраціями 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 експериме-нтально 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 сечо-вини (гліцерину, толуолу та ін.): п = f(с). Визначити за графіком концентрацію гліцерину у пробі водного розчину.

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

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

R_M = r_AМ

де М - молярна маса речовини.

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

ж) Оформити таблицю 8.2.

Таблиці 8.2 - Результати експериментів

Досліджувана речовина	С,%	CN	п	, г/см3	RM експер.	RM адитив.	rA , м3/кг