лб7

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых»

Кафедра химии

Лабораторная работа №7

«Рефрактометрия»

Выполнил:

студент группы Б-122

Мартин М.Р.

Проверил:

Пикалов Е.С.

Владимир, 2024

Теоретическая часть

Для определения показателя преломления используется рефрактометр УРЛ-1. Исследуемый раствор помещают между двумя призмами (верхними и нижними), при помощи винта добиваются появления в окуляре темного и светлого поля, а затем четкой границы между ними. Определяют показатель преломления η. Для каждого вещества этот показатель индивидуальный. Используя показатель преломления можно определить неизвестный раствор.

Рисунок 1. Закон преломления света

где η – показатель преломления

Для определения плотности жидкости используется пикнометрический метод, плотности жидкости определяется взвешиванием известного объема в пикнометре. Измеряется сухой пикнометр, пикнометр с веществом, чья плотность неизвестна, пикнометр с водой. Расчет точного объема пикнометра проводится по формуле:

где -плотность воды,

- масса пикнометра и пикнометра с водой

Плотность исследуемой жидкости определяется по формуле:

где V – уточненный объем пикнометра

- масса пикнометра и пикнометра с исследуемой жидкостью

Молекулярная рефракция – постоянная величина для вещества. Она не зависит от температуры, давления и агрегатного состояния. Молекулярная рефракция является мерой электронной поляризуемости молекул. Определяется по формуле:

где М – молекулярная масса вещества

r – удельная рефракция

где ρ – плотность вещества

Цель: измерение показателя преломления, плотности жидкости, расчет молекулярной рефракции.

Выполнение работы

1) Мы подготовили рефрактометр к работе, определили показатель преломления дистиллированной воды

2) Измерили показатели преломления растворов сахара с известной концентрацией и с неизвестной.

Таблица 1. Показатели преломления растворов сахара разной концентрации

Концентрация, г/л	Показатель преломления, η
15	1,3341
45	1,3405
80	1,3456
120	1,3512
Х – неизвестная концентрация	1,3496

3) Строим калибровочный график и определяем неизвестную концентрацию раствора сахара (Х).

Рисунок 2. Калибровочный график

По графику Х= 111,8 г/л

4) Определяем показатель преломления неизвестного вещества

По этому значению определяем неизвестное вещество, используя справочные данные. Предположительно, это бутанол-1.

5) Определяем плотность раствора неизвестного вещества.

= 6,875 г – чистый сухой пикнометр

= 11,490 г – пикнометр с неизвестным веществом

=12,545 г – пикнометр с дистиллированной водой

Уточненный объем пикнометра при :

Плотность раствора с неизвестным веществом:

По этому значению плотности определяем неизвестное вещество, используя справочные данные. Предположительно, это бутанол-1.

Веществом, определяемым по плотности и по показателю преломления, является бутанол-1. Оба метода можно использовать для определения неизвестного раствора, но лучше использовать их совместно, что бы уменьшить вероятность ошибки.

6)

Таблица 2. Экспериментальные и справочные данные для исследуемого вещества

Вещество
Бутанол-1	0,000812468	1,3922	21733,47	0,0008086	1,3993	22200,0

7) Определяем молекулярную рефракцию

При молекулярной массе бутанола-1 M = 74,12

74,12 × = 21733,47

8) Рассчитываем молекулярную рефракцию вещества, которую примем за табличное значение.

где

= 2,418 +3,3 + 13,854 + 1,525 + 1,1 = 22,197

Вывод:

Мы определили показатели преломления и плотности неизвестного вещества. Веществом, определяемым по плотности и по показателю преломления, является бутанол-1. Оба метода определения неизвестного раствора можно использовать для определения, но лучше применять их совместно, что бы уменьшить вероятность ошибки. Мы рассчитали молекулярную рефракцию бутанола-1 по экспериментальным и табличным данным, значения молекулярной рефракции получились почти схожие. Использование рефрактометрического метода для анализа структуры исследуемого вещества возможно.