Методы спектрального анализа. Рефрактометрия

ОП.06 Физико- химические методы исследований и техника лабораторных работ
1 курс 2 семестр
Лекция №12
МЕТОДЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА.
РЕФРАКТОМЕТРИЯ

1. Рефракция, как физическое явление
Рефракция (преломление)- явление отклонения пути следования светового луча (или других волн), возникающее на границе раздела двух прозрачных (проницаемых для этих волн) сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами.
Возникает, когда скорость движения волн в контактирующих средах различается (скорости изменяются при переходе через границу раздела сред в соответствии с отношением показателей преломления)

2. Приборы для определения рефракции
Рефрактометрия- это совокупность оптических методов анализа, основанных на определении показателя (коэффициента) преломления газов, жидкостей и твердых тел, в различных участках спектра оптического излучения.
В основу метода положен принцип- с увеличением концентрации раствора коэффициент его преломления увеличивается пропорционально ей.

Например, когда карандаш помещен в сосуд с водой, то он выглядит изогнутым.
Если этот же карандаш поместить в стакан с сильно сладкой водой, то он будет еще более изогнутой.
Достоинства рефрактометрических методов анализа:
быстрота измерений,
малый расход вещества,
высокая точность.

Наиболее распространен интерференционный метод рефрактометрии.
Приборы- дифференциальные рефрактометры и интерферометры, действие которых основано на отклонении лучей света системой двух- трех полых оптических призм, находящихся в контакте с исследуемым веществом .

Принцип работы: лучи света попадают в оптическую призму рефрактометра и падают на ее внутреннюю поверхность, контактирующую с исследуемым образцом под различными углами, часть из которых отражается, образуя светлую часть на шкале фотоприёмника.
Часть лучей поглощается образцом, а часть отражается им и даёт тёмную полосу на шкале.

Соотношение светлой и тёмной части, расположение раздела между ними и характеризует коэффициент рефракции образца.
Так как коэффициент рефракции призмы и длина волны естественного света постоянные величины и свет проходит только внутри призмы, то на показания прибора не влияет прозрачность образца, наличие в нём рассеивающих или отражающих частиц или пузырьков газа и положение границы между тёмной и светлой полосой характеризует оптическую плотность образца.

Существует различные типы рефрактометров:
1) портативный тип- самый распространённый
Порядок работы:
капнуть образец на призму,
нажать клавишу старт,
значения измерения появятся на экране.
ФОТО. Цифровой рефрактометр для измерения плотности мочи UG-alpha

ФОТО. Рефрактометр лабораторный ИРФ 454 Б2М
2) лабораторный тип

3) промышленный (или поточный) тип.
Используя специальные крепления и отводы, встраиваются в технологическую трубу, позволяя в режиме реального времени наблюдать за состоянием той или иной жидкости, определять концентрацию различных веществ. Работает полностью автоматически.