Ćwiczenie nr 64
Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od stężenia roztworu za pomocą refraktometru Abbego
WSTĘP
Cele ćwiczenia:
wyznaczenie zależności stosunku współczynnika załamania roztworu względem jego stężenia molowego n(C)
wyznaczenie kątów granicznych danych stężeń roztworu gliceryny
wyznaczenie stężenia roztworu na podstawie pomiarów wykonanych na roztworach
o znanych stężeniach.
W tym doświadczeniu bezwzględny współczynnik załamania światła n wyznaczany jest przy pomocy refraktometru, dzięki zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia. Zachodzi ono w przypadku, gdy promień świetlny przechodzi z ośrodka o większej wartości współczynnika n (optycznie gęstszego) do ośrodka o mniejszej wartości n (optycznie rzadszego).
Dla kątów padania mniejszych od tzw. kąta granicznego światło ulega zarówno odbiciu jak i załamaniu. Dla kątów padania większych od kąta granicznego światło nie ulega załamaniu i zachodzi wyłącznie odbicie. Promień świetlny padający pod kątem granicznym ulega załamaniu i dalej biegnie równolegle do granicy dwóch ośrodków.
OBLICZENIA
Wykres zależności współczynnika załamania światła ni od stężenia C roztworu.
Na podstawie wykresu można stwierdzić, iż roztwór Cx miał stężenie równe ok. 0,19 g/cm3 (1,9 ∙ 10-4 kg/m3).
Kąt graniczny dla każdego z badanych roztworów (oraz dla wody destylowanej) liczony według wzoru:
αg = sin-1 (gdzie nśr - średnia wartość współ. załamania obliczona z trzech pomiarów)
|
nśr |
αg |
Woda destylowana |
1,333 |
48,61˚ |
1 |
1,338 |
48,36˚ |
2 |
1,346 |
47,98˚ |
3 |
1,351 |
47,75˚ |
4 |
1,357 |
47,47˚ |
5 |
1,360 |
47,33˚ |
6 |
1,365 |
47,10˚ |
7 |
1,354 |
47,61˚ |
BŁĘDY
c [g/cm3] |
Δc [g/cm3] |
Błąd względny |
Bł. wzgl. procentowy |
0 |
0,0025 |
- |
- |
0,05 |
0,0025 |
0,050 |
5,00% |
0,10 |
0,0025 |
0,025 |
2,50% |
0,15 |
0,0025 |
0,017 |
1,67% |
0,20 |
0,0025 |
0,013 |
1,25% |
0,25 |
0,0025 |
0,010 |
1,00% |
0,30 |
0,0025 |
0,008 |
0,83% |
Cx = 0,19 |
0,05 |
0,263 |
26,32% |
n |
Δn |
Błąd względny |
Bł. wzgl. procentowy |
1,3324 |
0,0005 |
0,00038 |
0,038 % |
1,3394 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
1,3460 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
1,3520 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
1,3579 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
1,3630 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
1,3681 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
1,3530 |
0,0005 |
0,00037 |
0,037 % |
WYNIK DOŚWIADCZENIA. WNIOSKI.
Współczynnik załamania światła rośnie liniowo wraz ze wzrostem stężenia roztworu gliceryny. Dokładnośc pomiaru n przy użyciu refraktometru Abbego jest wysoka - wartość n dla wody jest równa 1,333 +/- 0,0005 i zgadza się z najczęściej podawaną wartością - 1,33.
Na podstawie wykresu zależności n(C) można stwierdzić, że ostatni z badanych roztworów miał stężenie ok. 0,19 g/cm3 +/- 0,05 g/cm3.
1
Wyszukiwarka