5.Cel:

Celem wykonania ćwiczenia było wyznaczenie refrakcji właściwej oraz molowej wodnego roztworu sacharozy poprzez pomiar współczynnika załamanie światła przy użyciu refraktometru RL-1.

6.Opis wykonywania ćwiczenia:

Na wadze technicznej zostało odważonych pięć próbek sacharozy (masy próbek podane w tabeli poniżej). Następnie z wszystkich próbek zostały utworzone roztwory przez rozpuszczenie substancję w 50 cm³ wody destylowanej. Kolejną czynnością było wyznaczenie gęstości kolejnych roztworów poprzez ważenie na wadze analitycznej piknometru z wodą oraz odpowiednimi roztworami według w niżej podanego wzoru po ustaleniu temperatury piknometru z badaną cieczą w termostacie powietrznym. Następnie został odczytany współczynnik załamania światła na refraktometrze.

7.Obliczenia:

Gęstości kolejnych roztworów obliczamy ze wzoru:

, (1)

gdzie:

d_c-gęstość danego roztworu [g/cm³],

d^t_w- gęstość wody w temperaturze pomiarów na refraktometrze [g/cm³],

m- masa pustego piknometru [g],

m₁- masa piknometru napełnionego wodą destylowaną [g],

m₂- masa piknometru napełnionego badanym roztworem [g],

(wszystkie pomiary zostały dokonane w tej samej temperaturze).

Opierając się na addytywności refrakcji właściwej, wartości refrakcji roztworu można wyrazić w następujący sposób:

rg=r_rg_r+r_sg_s, (2)

gdzie:

g- masa [g],

r- refrakcję właściwą [cm³/g],

indeksy _r i _s odpowiednio refrakcja oraz masa roztworu oraz substancji rozpuszczanej.

Wyrażając skład roztworu w procentach wagowych otrzymujemy:

g=100, g_r=100-p, g_s=p [%], (3)

po podstawieniu (2) do (3) wzoru otrzymujemy:

r100=r_r(100-p)+r_sp, (4)

stąd, po podstawieniu wzoru na refrakcję (podanego we wstępie) :

, (5)

gdzie:

n- współczynnik załamania światła roztworu [jednostka bezwymiarowa],

n_r- współczynnik załamania światła rozpuszczalnika [jednostka bezwymiarowa],

d- gęstość roztworu [g/cm³],

d_r- gęstość rozpuszczalnika [g/cm³].

Po obliczeniu refrakcji roztworu na podstawie pomiarów, możemy obliczyć refrakcje molową ze wzoru:

R_s=r_sM_s, (6)

gdzie:

M_s- masa molowa badanej substancji [g/mol],

r_s- refrakcja właściwa badanej substancji [cm³/g]

R_s- refrakcja molowa [cm³/mol].

8.Zestawienie wyników eksperymentalnych oraz obliczonych wyżej podanymi metodami:

nr	m sacharozy	c%	n	m pikn. z bad. r-rem	d	rs	Rs
1	2,56	4,94	1,3365	46,948	1,0158	0,1736	59,5188
2	5	9,16	1,3425	47,4102	1,0331	0,1865	63,9556
3	7,52	13,14	1,3495	47,8456	1,0280	0,2290	78,5218
4	10,04	16,90	1,3555	48,2731	1,0654	0,1988	68,1775
5	15	23,38	1,3665	49,0347	1,0940	0,2016	69,1408

współczynnik załamania światła dla wody destylowanej		1,3325
masa suchego piknometru		19,838	[g]
masa piknometru z wodą		46,4467	[g]
gęstość wody przyjmuję jako		1	[g/cm^3]
masa molowa sacharozy		342,9	[g/mol]

Na podstawie testu Dixona nie mogę odrzucić żadnego z wyników. Na podstawie testu „t” Studenta-Fishera mogę stwierdzić, że na poziomie ufności 95% niżej podane wartości refrakcji z przedziałami ufności zawierają wartość rzeczywistą.

r_s^śr=0,1979 [cm³/g]

R_s^śr=67,8629 [cm³/mol]

Ocena statystyczna wyników:

Wariancja: 0,0004257,

Odchylenie standardowe: 0,0206335,

Współczynnik zmienności (%): 10,4258.

9.Wnioski:

---