So messen Sie den Brechungsindex
Wenn Licht von Medium A in Medium B eindringt, ist Medium A eine hydrophobe Substanz für Medium B, also nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
Um den Wert zu messen, verwendet das Abbe-Refraktometer die Methode „halb hell und halb dunkel“, bei der monochromatisches Licht aus allen Winkeln von 0-90 Grad vom Medium A in das Medium B eindringt Diesmal beträgt der gesamte kritische Winkel im Medium B. Licht durchdringt alle Bereiche, es ist also hell; Während alle Bereiche außerhalb des kritischen Winkels kein Licht durchlassen, ist es dunkel und die Grenze zwischen den hellen und dunklen Bereichen ist sehr klar. Wenn Sie mit einem Okular oberhalb des Mediums B beobachten, können Sie ein halbdunkles Bild mit einer sehr klaren Grenze sehen.
Das Medium ist unterschiedlich, auch der Grenzwinkel ist unterschiedlich und auch die Grenzlage der hellen und dunklen Bereiche im Okular ist unterschiedlich. Wenn eine „Kreuzlinie“ in das Okular eingraviert ist, ändern Sie durch Messung die relative Position des Mediums B und des Okulars, sodass die Grenze zwischen den hellen und dunklen Bereichen immer mit dem Schnittpunkt der „Kreuzlinie“ zusammenfällt seine relative Position (Winkel) und nach der Umrechnung kann der Brechungsindex erhalten werden. Der auf der Skala des Abbe-Refraktometers eingravierte Wert ist der umgerechnete Brechungsindex und kann daher direkt abgelesen werden. Gleichzeitig verfügt das Abbe-Refraktometer über eine Vorrichtung zur Dispersionseliminierung, sodass es Sonnenlicht direkt nutzen kann und die gemessenen Zahlen mit denen von Natriumlicht identisch sind. Das sind die Vorteile des Abbe-Refraktometers.
So verwenden Sie das Abbe-Refraktometer: Schließen Sie zuerst das Refraktometer an den Konstanttemperaturtank an, trennen Sie nach der Konstanttemperatur das rechtwinklige Prisma und wischen Sie die oberen und unteren Spiegelflächen vorsichtig mit einer kleinen Menge Ethanol oder Aceton auf Seide oder Linsenreinigung ab Papier. Nachdem das Ethanol oder Aceton verdunstet ist, geben Sie einen Tropfen destilliertes Wasser in den Spiegel darunter, schließen Sie das Prisma und stellen Sie den Spiegel so ein, dass das Sichtfeld im Spiegel hell ist.
Drehen Sie das Prisma, bis im Spiegel eine Grenzlinie oder ein farbiges Lichtband erscheint; Wenn ein farbiges Lichtband erscheint, stellen Sie die Streuung so ein, dass die Grenze zwischen Hell und Dunkel deutlich wird, und drehen Sie dann das rechtwinklige Prisma so, dass die Grenzlinie zufällig durch den Schnittpunkt des „Kreuzes“ verläuft. Notieren Sie den Messwert und die Temperatur, wiederholen Sie den Vorgang zweimal, um den durchschnittlichen Brechungsindex von reinem Wasser zu messen und vergleichen Sie ihn mit dem Standardwert von reinem Wasser (=1.33299). Die Kalibrierungsanlage des Refraktometers kann erhalten werden, und dann die Der Brechungsindex der zu untersuchenden Flüssigkeitsprobe kann auf die gleiche Weise gemessen werden. Der Korrekturwert ist im Allgemeinen klein, und wenn der Wert zu groß ist, muss das gesamte Gerät neu kalibriert werden. Bei der Verwendung des Refraktometers sollten folgende Punkte beachtet werden:
(1) Der Abbe-Messbereich reicht von 1,3000 bis 1,7000 und die Genauigkeit beträgt ±0,0001; Bei der Messung sollte darauf geachtet werden, ob die Temperatur des Isoliermantels stimmt. Wenn Sie auf ±0,0001 genau messen möchten, sollte die Temperatur im Bereich von ±0,1 Grad geregelt werden.
(2) Das Instrument sollte während des Gebrauchs oder der Lagerung keinem Sonnenlicht ausgesetzt werden und bei Nichtgebrauch mit einem schwarzen Tuch abgedeckt werden.
(3) Das Prisma des Refraktometers muss geschützt werden, um Kratzer auf der Spiegeloberfläche zu vermeiden. Beim Einfüllen von Flüssigkeit darf das Ende des Tropfers das Prisma nicht berühren.
(4) Die Spiegeloberfläche sollte vor jedem Tropfen der Probe gereinigt werden; Nach Gebrauch sollte die Spiegeloberfläche zusätzlich mit Aceton oder 95-prozentigem Ethanol gereinigt und das Prisma nach dem Trocknen verschlossen werden.
(5) Flüssigkeiten, die das Prismenglas, das Isoliermetall und den dazwischenliegenden Klebstoff angreifen oder auflösen, sollten vermieden werden.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass das Abbe-Refraktometer nicht bei höheren Temperaturen eingesetzt werden kann; es ist schwierig, flüchtige oder wasserabsorbierende Proben zu messen; Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Reinheit der Proben hoch. Im Allgemeinen nimmt der Brechungsindex der flüssigen organischen Verbindung um 3,5×10-4–5,5×10-4 ab, wenn die Temperatur um ein Grad steigt. Einige Flüssigkeiten, insbesondere wenn die Temperatur, deren Brechungsindex ermittelt werden soll, nahe ihrem Siedepunkt liegt, haben einen Temperaturkoeffizienten von bis zu 7×10-4. In der Praxis wird häufig der bei einer bestimmten Temperatur gemessene Brechungsindex in den Brechungsindex bei einer anderen Temperatur umgerechnet. Zur Vereinfachung der Berechnung wird im Allgemeinen 4,5×10-4 als Temperaturänderungskonstante verwendet. Der durch diese grobe Berechnung ermittelte Wert weist möglicherweise einen geringfügigen Fehler auf, es handelt sich jedoch um einen Referenzwert. Mit anderen Worten, der Brechungsindex nimmt mit steigender Temperatur ab und ändert sich um etwa 0,00045 pro 1 Grad Celsius Änderung. Wir können den auf 20 Grad korrigierten Brechungsindex mit der folgenden Formel berechnen: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 Grad )
wobei nD(t) der experimentell gemessene Brechungsindex bei der Temperatur t ist. Dies zeigt, dass nD(20) größer als nD(t) ist, wenn die experimentelle Temperatur höher als 20 Grad ist; Wenn hingegen die experimentelle Temperatur niedriger als 20 Grad ist, ist nD(20) kleiner als nD(t).
Beispiel: Berechnen Sie bei gegebenem nD(t) =1.3667, t=25.2 Grad nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 Grad )
nD(20)=1.3667 plus 0,00045(25,2 Grad -20 Grad )
{{0}}.3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Einfluss der Lichtwellenlänge
Der Brechungsindex einer Substanz variiert mit der Wellenlänge des Lichts, wobei längere Wellenlängen einen kleineren Brechungsindex und kürzere Wellenlängen einen größeren Brechungsindex haben. Als Lichtquelle für die Messung wird üblicherweise weißes Licht verwendet. Wenn das weiße Licht vom Prisma und der Probenflüssigkeit gebrochen wird, ist aufgrund der unterschiedlichen Wellenlängen der einzelnen Farblichter auch der Brechungsgrad unterschiedlich. Nach der Brechung wird es in verschiedene Farblichter zerlegt. Dieses Phänomen wird Dispersion genannt. Durch die Streuung des Lichts wird die Trennlinie zwischen hell und dunkel im Sichtfeld unklar, was zu Messfehlern führt. Um die Dispersion zu eliminieren, ist am unteren Ende des Beobachtungsrohrs des Abbe-Refraktometers ein Dispersionskompensator installiert.
Einfluss der Temperatur
Der Brechungsindex einer Lösung ändert sich mit der Temperatur, der Brechungsindex nimmt mit steigender Temperatur ab und steigt mit sinkender Temperatur. Die Skala auf dem Refraktometer ist bei der Standardtemperatur von 20 Grad eingraviert. Daher ist es am besten, den Brechungsindex bei 20 Grad zu messen. Andernfalls sollte eine Temperaturkorrektur der Messergebnisse durchgeführt werden. Wenn er 20 Grad überschreitet, addieren Sie den Korrekturwert; Wenn der Wert unter 20 Grad liegt, subtrahieren Sie den Korrekturwert
