Лабораторна робота № 7

Тема: Визначення показника заломлення рідини і обчислення молярної рефракції

Мета:

• відпрацювати методику рефрактометричного визначення показників заломлення харчових золів;

• визначити показник заломлення бензолу;

• обчислити мольну рефракцію бензолу і відносну похибку;

• удосконалення умінь і навичок проведення хімічного експерименту;

• формування умінь інтерпретації результатів хімічного експерименту (спостереження, висновки).

Забезпечення:

Прилади: рефрактометр, термостат, капіляр, фільтрувальний папір.

Реактиви: бензол, спирт, дистильована вода, молоко, чай, бульйон.

Правила роботи та техніка безпеки

1. Пам’ятайте правила роботи з електроприладами: не вмикайте і не відмикайте рефрактометр з електромережі без дозволу викладача.

2. Обережно працюйте

3. Після роботи приберіть робочі місця.

Завдання лабораторної роботи

1. Виміряти показник заломлення бензолу і обчислити мольну рефракцію.

2. Обчислити абсолютну і відносну помилки визначення.

3. Виміряти показники заломлення харчових золів.

Теоретичні положення

Промінь світла, що переходить з одного середовища до іншого, частково відбивається від поверхні розділу, а частково переходить в інше середовище, змінюючи при цьому свій початковий напрям.

Зміна напряму прямолінійного поширення світла при переході з одного середовища в інше ‑ заломлення або рефракція.

Заломлення світла (оцінюється за величиною показника заломлення, позначається n, дорівнює відношенню синуса кута падіння α до синуса кута заломлення β:

Показник заломлення (n) залежить від:

• довжини хвилі падаючого світла (λ, n); Для видимого світла найбільший показник заломлення відповідає фіолетовому випромінюванню (λ = 390 – 420нм).

• температури (Т, n);

• тиску (для газів).

Позначаючи показник заломлення, вказують довжину хвилі падаючого світла і температуру при якій проводиться вимірювання.

Запис n_D²⁰ означає, що показник заломлення був виміряний при 20⁰С, довжина хвилі падаючого світла 589 ммк.

Показник заломлення залежить від ступеня поляризації молекули, її дипольного моменту, тобто абсолютний показник заломлення відображає особливості будови молекули досліджуваної речовини і пов’язаний з діелектричною проникністю середовища ε рівнянням: ε = n².

Для виключення впливу зовнішніх факторів на значення показника заломлення, вводять поняття мольної і питомої рефракції. Мольна рефракція обчислюється для 1 молю, а питома рефракція – для 1 граму речовини.

Мольну рефракцію застосовують для:

• фізико-хімічних розрахунків;

• встановлення будови речовини;

• ідентифікації органічних речовин.

,

де R – мольна рефракція, см³/моль;

 - густина речовини, г/см³;

М_r – відносна молекулярна маса.

Метод аналізу, який ґрунтується на визначенні показника заломлення досліджуваного розчину, називається рефрактометричним.

Індивідуальна речовина характеризується певним показником заломлення. Технічні продукти завжди містять домішки, що впливають на величину показника заломлення. Тому показник заломлення в ряді випадків слугує характеристикою чистоти продукту.

Рефрактометричний метод аналізу можна використовувати для бінарних систем (для визначення концентрації речовини у водному або органічному розчинниках). Аналіз базується на залежності показника заломлення від концентрації розчиненої речовини. Використовують таблиці залежності показників заломлення від концентрації або метод побудови калібрувального графіка.

В аналізі частіше використовують показник заломлення, який можна визначити за допомогою рефрактометра.

Метод визначення показника заломлення світла за значенням граничного кута заломлення або повного внутрішнього відображення використовується в приладі – рефрактометрі.

Оптична схема рефрактометра

Мал. Рефрактометр УРЛ: а – будова приладу (1 – корпус; 2 – камера, що складається з двох половин: нижньої нерухомої, верхньої рухомої; 3 – освітлювач; 4 – окуляр; 5 – шкала; 6 – дисперсний компенсатор; 7 – ручка; 8 – штуцер для термометра); б – показники внутрішньої шкали (при спостереженні в окуляр).