36. Средства измерения преломления жидкостей

Когда соломинку помещают в стакан с водой, соломинка кажется изогнутой. Если ее поместить в стакан с водой, содержащей растворенный сахар, она выглядит даже более изогнутой. Этот феномен известен как принцип светового преломления (рефракции). Рефрактометр – это оптический инструмент, предназначенный для измерения концентрации растворов с помощью явления преломления света. Рефрактометры были разработаны Эрнстом Аббе, нем.австр. ученым нач. 20 века.  Применяются в пищевой промышленности(контроль качества пива,вина др.алк.напитков,опред.концентрации сахара в сиропах,напитках), нефтехимии, на фармацевтическом пр-ве(концентрация растворов лекарств.препаратов),в медицине(опред.белка в крови,жидкость глаза), для анализа пищевых масел и жиров, сахаров и др. веществ.Среди современных рефрактометров можно выделить промышленные, лабораторные и портативные. Промышленные и лабораторные рефрактометры предназначены для исследования веществ в научных лабораториях и контроля технологических процессов на пр-ве. Они имеют высокую точность измерений и большие размеры. Портативные рефрактометры предн-ны для оперативного контроля веществ в лаборатории, на пр-ве или в полевых условиях. Портативные рефрактометры делятся на цифровые и ручные. Цифровые портативные рефрактометры имеют жидкокристаллический экран, на котором отображается результат измерений. Ручные портативные рефрактометры имеют компактные размеры и не содержат никаких электронных схем , используют их для измерений как на пр-ве, так и в домашних усл-х. Такие рефрактометры популярны, благодаря своей точности, удобству эксплуатации, портативности и приемлемой цены. Принцип действия рефрактометра базируется на использовании явления преломления света. При переходе из одного вещества в другое луч света отклоняется от прямолинейного направления на некоторый угол. Соотношение угла вхождения луча света в вещество и угла преломления его на границе раздела двух сред называется коэффициентом (показателем) преломления. Основным оптическим элементом рефрактометра явл-ся главная призма, на которую наносится исследуемое вещество. Главная призма состоит из материала с высоким показателем преломления. Падающий свет, проходя через вещество и призму, преломляется под углом. Далее, через систему оптических линз, свет попадает на шкалу рефрактометра. В зависимости от угла преломления луч света оказывается выше или ниже на шкале прибора. Освещенная часть шкалы при этом будет светлой; та часть, на которую луч света не попадет окажется темной. Величина угла преломления света зависит от состава раствора и его концентрации. Таким образом, по положению границы раздела между светом и тенью можно однозначно определить коэффициент преломления или оптическую плотность исследуемого раствора.

Нужно иметь ввиду, что показатель преломления вещества также зависит от t. Некоторые модели рефрактометров учитывают влияние t с помощью функции– система автоматической компенсации t). Внутри их корпуса находится биметаллическая пластина. Она сжимается или растягивается в зависимости от перепадов t. Биметаллическая пластина соединена с оптической системой рефрактометра, плавно передвигая ее при изменениях температуры. В случае отсутствия этой функции необходимо пользоваться специальными таблицами для пересчета полученных значений в зависимости от температуры окружающей среды. Проведение измерений. Перед проведением измерений рефрактометр необходимо откалибровать. Для калибровки большинства рефрактометров используется дистиллированная вода. На главную призму с помощью пипетки наносится несколько капель воды, затем закрывается защитное стекло. При этом нужно следить, чтобы вода под защитным стеклом равномерно покрыла поверхность призмы, не оставляя пузырьков воздуха,с помощью калибровочного винта на шкале прибора выставляется значение 0,0. После калибровки призму нужно аккуратно протереть мягкой тряпочкой. Рефрактометр готов к измерениям. Для проведения измерений производятся те же действия, что и при калибровке, но вместо воды на призму прибора наносится исследуемый раствор. Калибровочный винт при этом остается в своем первоначальном положении. После нанесения раствора необходимо подождать 30 секунд для того, чтобы температура раствора сравнялась с температурой прибора. Затем рефрактометр направляют на источник света (дневной свет или лампа накаливания) и снимают показания. После проведения измерений призму снова нужно протереть.