DSCF6648

(17)

252

gdzie c jest stężeniem roztworu, a i b pozostają stałe, jeśli tylko polaryzowal-ności otj i Oj nie zależą od stężenia.

6. Układ pomiarowy

Do pomiaru współczynnika załamania użyjemy refraktometru Abbego. Zasadę działania tego przyrządu wyjaśnia rys. 98.

ciecz badana

pomiarowy

pryzmat

oświetleniowy

Rys. 98. Bieg promieni w refraktometrze Abbego

Wiązka światła, po rozproszeniu na zamatowanej powierzchni* pryzmatu oświetleniowego, przenika przez warstwę badanej cieczy i ulega załamaniu na granicy ciecz-pryzmat pomiarowy, a następnie na granicy pryz-mat-powietrze. Kąt /? określa zasięg pola oświetlonego.

Pryzmat pomiarowy wykonany jest z flintu o współczynniku załamania n_D = 1,74; wartość ta określa górny zakres możliwości pomiarowych przyrządu - substanq'a badana nie może mieć współczynnika załamania większego niż materiał pryzmatu. Promienie „ślizgające się” po podstawie pryzmatu pomiarowego ulegają załamaniu pod maksymalnym kątem, równym kątowi granicznemu ct_v. Jeśli substancja badana ma współczynnik załamania n, wówczas:

Zamalowanie powierzchni zapobiega powstawaniu w lunetce obrazu źródła światła.

- n sina*. = —

(18)

B|>

Z rys. 98 wynikają ponadto następujące związki:

II

sin fi sin %    sin fi

^D sina sin(7t-a) sin(a_gr+y)

Równania te tworzą układ pozwalający na wyeliminowanie a_v ze związku pomiędzy kątem fi i współczynnikiem załamania substancji badanej. Przyrząd jest tak wy cechowany, że po ustawieniu widocznej w lunetce nici pajęczej na granicy pola oświetlonego, na związanej sztywno z pryzmatem pomiarowym skali można bezpośrednio odczytać wartość współczynnika załamania. Przyrząd może pracować nie tylko w świetle monochromatycznym, lecz także w świetle dziennym lub świetle żarówki, dzięki kompensatorowi Amiciego, składającego się z dwu pryzmatów „direct vision” obracających się synchronicznie w przeciwnych kierunkach tak, że tworzą układ o zmiennej dyspersji, kompensujący wpływ dyspersji substancji badanej na zabarwienie pola widzenia. Pomiaru współczynnika załamania należy dokonywać po ustawieniu kompensatora w położeniu, w którym granica pola widzenia jest minimalnie zabarwiona. Odczyt wskazań kompensatora umożliwia znalezienie dyspersji średniej i liczby Abbego (tabl. V), zdefiniowanych następująco: dyspersja średnia: d = n_F — n_c; liczba Abbego: v = (n_D — \)l(n_F — gdzie n_c i n_D oznaczają współczynniki załamania światła o długości fali odpowiednio 4,861 • 10^-7 m, 6,563-10^-7 m i 5,893-10”⁷ m.

W wypadku badania ciał stałych lub cieczy silnie zabarwionych, wygodniejsze może się okazać wykonanie pomiaru bez użycia pryzmatu oświetleniowego - po zdjęciu okrągłego wieczka z obudowy pryzmatu pomiarowego. Metodę taką nazywa się czasem „pomiarem w świetle odbitym” w odróżnieniu od opisanego poprzednio „pomiaru w świetle przechodzącym”.

Refraktometr Abbego jest przyrządem o wysokiej precyzji - błąd względny pomiaru wynosi ok. l-r-2-10^-4.

7. Pomiary i opracowanie

Po przygotowaniu roztworów wodnych substancji badanej o stężeniach np. 0,01, 0,02 itd. należy zmierzyć współczynniki załamania próbek oraz czystego rozpuszczalnika. Po każdym pomiarze przemywamy układ wodą destylowaną, unikając pocierania pryzmatu pomiarowego.