3. Определение показателя преломления

Основные правила по технике безопасности для данной работы

Анализируемые вещества токсичны, поэтому определять их запах, нужно осторожно, не вдыхая полной грудью, не наклоняясь над сосудом, а направляя к себе пары или газ движением руки.

• Алканы С₅ - С₈ оказывают умеренное раздражающее действие на дыхательные пути, высшие члены ряда более опасны при воздействии на кожные покровы, чем при ингаляции паров;

• Ароматические углеводороды токсичны, при отравлении высокими концентрациями бен­зола слизистые оболочки становятся вишнево-красного цвета, лицо — бледно-розовое или землисто-синюшное; меньшие концентрации их приво­дят к возбуждению, напоминающему алкогольное опьянение, возмож­ны галлюцинации, затем возникают сонливость, общая слабость, головокружение, головная боль, тошнота, рвота, диспепсические явле­ния, метеоризм, может наступить потеря сознания.

Цель работы

Определить групповой состав бинарных углеводородных смесей.

Основные теоретические положения

Показатель преломления широко используется для идентификации индивидуальных жидких веществ и проверки их чистоты (наличие примесей в исследуемой жидкости ведет к отклонению численного значения показателя преломления от справочных данных), а также для определения состава бинарных углеводородных смесей. Показатель преломления позволяет судить о групповом углеводородном составе нефти и нефтяных дистиллятов (он уменьшается в последовательности: ароматические углеводороды > нафтены > алканы), а в сочетании с плотностью и молекулярной массой – рассчитать стуктурно-групповой состав нефтяных фракций.

При переходе светового луча А (рис.3) из воздуха на поверхность какого либо тела он частично отражается – луч Б, а частично проходит внутрь тела – луч В; при этом он изменяет свое направление, т.е. преломляется.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления называется показателем преломления

Рис.3. Переход светового луча из газа в жидкость

Экспериментальная часть работы

Работа на рефрактометре ИРФ-454 производится в следующем порядке: открывают верхнее полушарие измерительной головки и протирают ватой, смоченной спиртом, поверхности призм, дают спирту испариться. Затем на плоскость измерительной призмы наносят с помощью капельницы (не касаясь призмы) несколько капель изучаемого вещества. Осторожно закрывают верхнее полушарие измерительной головки. Осветительное зеркало устанавливают так, чтобы свет от источника освещения поступал к осветительной призме и равномерно освещал поле зрения, позволяя свету поступать в окошко, освещающее шкалу прибора. Глядя в зрительную трубу, фокусируют окуляр так, чтобы шкала прибора была отчетливо видна. Вращая маховичок I и наблюдая в окуляр зрительной трубы, находят границу раздела света и тени. Если она размыта и окрашена в желто – красный или сине – зеленый свет, надо при помощи маховичка I I добиться более четкого изображения этой границы.

Рис.4. Рефрактометр типа ИРФ – 454.

1 – верхнее полушарие измерительной головки;

2 – маховичок I;

3 – нижнее полушарие измерительной головки;

4 – зеркало для освещения призмы;

5 – зеркало для освещения шкалы;

6 – окошко, освещающее шкалу;

7 – зрительная труба;

8 – окуляр;

9 – маховичок I I;

10 – термометр.

Границу раздела света и тени необходимо точно совместить с перекрестием сетки (рис.5) и снять отсчет по шкале показателей преломления. Показатель преломления измеряется с точностью до четвертого знака после запятой.

Рис.5. Значение показателя преломления на шкале.

Показатель преломления зависит от температуры (с повышением температуры показатель преломления понижается) и изменяется в зависимости от длины волны. Поэтому измерение показателя преломления проводят в монохроматическом свете при постоянной температуре и обозначают _, (где 20 – температура в ⁰С, D – линии желтого натриевого пламени).

Зависимость показателя преломления от температуры выражается формулой

где

0,00045 – поправочный коэффициент (коэффициент α следует применять в пределах температуры от 15 до 35°С;

t – температура, при которой проводилось определение.

Полученные данные заносят в таблицу:

	Индивидуальное вещество №1	Индивидуальное вещество №2	Индивидуальное вещество №3	Бинарная смесь №1	Бинарная смесь №2
				-	-
класс углеводородов				-	-

Расчетная часть работы:

1. Рассчитайте соотношение компонентов в смеси по известным показателям преломления смеси и каждого её компонента (показатель преломления смеси подчиняется правилу аддитивности и может быть рассчитан по формуле)

.

n₁, n₂ –показатели преломления компонентов смеси,

х- процентное содержание первого компонента в смеси.

Анализ результатов лабораторной работы

Сделайте вывод о:

• чистоте идивидуальных органических веществ;

• влиянии строения молекулы на численное значение показателя преломления;

• соотношении компонентов в бинарной смеси.

Контрольные вопросы

1. Влияние состава органических соединений на показатель преломления.

2. Влияние строения органических соединений на показатель преломления.

3. Каким образом, по показателю преломления можно судить о преимущественном содержании какого-либо класса углеводородов в нефти или нефтяной фракции.

4. Что влияет на изменение численного значения показателя преломления данного углеводорода.

Список литературы

1. Ахметов, С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа [Текст] : учебное пособие для вузов / С. А. Ахметов . - Уфа: Гилем , 2002. - 672с.

2. ГОСТ 18995.2-73. Продукты химические жидкие. Метод определения показателя преломления [Текст]. – М. : Изд-во стандартов, 2001. – 23с.