Краткое теоретическое введение

 

Принцип действия рефрактометров основан на законе преломления све­та, согласно которому часть световой энергии луча, падающего на границу раздела прозрачных сред 1 и 2 возвращается в среду 1, а остальная часть про­ходит в среду 2 изменяя свое направление (рисунок 1).

среда 1

среда 2

α2

α1

, где α1 – угол падения света; α2 – угол преломления света; W 1 – скорость волны в среде 1; W 2 – скорость волны в среде 2; n21 – относительный показатель преломления вещества 2 к веществу 1.

Рисунок 1

 

Коэффициент преломления для жидкости практически не зависит от давления и изменения температуры, для жидкостей определяется коэффици­ентом 0 - 0006. Для многих практических случаев коэффициент прелом­ления жидкостей можно рассматривать как аддитивное физико-химическое свойство.

Описание лабораторной установки

4.1 Рефрактометр ИРФ-22 - предназначен для непосредственного измерения показателя преломления жидких и твердых тел для линий D и определения средней дисперсии этих тел.

Прибор применяют в лабораториях предприятий пищевой, химической и фармацевтической промышленности, а также в научно-исследовательских институтах и высших учебных заведениях, где используется для быстрого определения концентрации водных, спиртовых, эфирных и других растворов по показателю преломления n_D.

4.2 Основные технические данные:

Пределы измерения показателя преломления:

- в отраженном свете 1,3 – 1,57;

- в проходящем свете 1,3 - 1,7;

Погрешность показания прибора при многократных измерениях:

- показатели преломления ±2×10^-4;

- средней дисперсии ± 1,5×10^-4;

Масса прибора с принадлежностями, кг 8.

 

Методика работы

Перед работой откидывают верхнюю часть измерительной головки, на­носят пипеткой или стеклянной палочкой несколько капель исследуемой жидкости на поверхность прозрачной (измерительной) призмы и осто­рожно закрывают головку.

Наблюдая в окулярах зрительной трубы и вращая маховичок 10 (рисунок 3), находят границу раздела света и тени. Вращением маховичка 10 (рисунок 3) точно совмещают границу раздела с перекрестием сетки и снимают отсчет по шка­ле показателя преломления. Индексом для отсчета служит неподвижный го­ризонтальный штрих сетки.

Перед каждым измерением протирают поверхности призм насухо для исклю­чения погрешности от предыдущей пробы.

Каждое измерение выполнять только сухой пипеткой или палочкой, тоже необходимо для исключения погрешности.

Лабораторная работа состоит из двух частей:

- первая часть называется градуировкой рефрактометра ИРФ – 22, т.е. процедурой нанесения шкалы на прибор с помощью точных стандартных образцов (СО), в роли которых выступают предоставленные контрольные пробы: дистиллированная вода, водные растворы этанола с концентрацией этанола 20 %, 40 %, 60 %, 80%, этанол (контрольные пробы показаны в порядке нанесения на измерительную призму рефрактометра). В роли шкалы рефрактометра по водному раствору этанола выступает график зависимости показателя преломления n

n = f (k), (1)

где k – концентрация этанола в воде, %.

После проведения процедуры градуировки рефрактометр ИРФ – 22 становится измерительным средством для измерения концентрации этанола в воде. В случае необходимости измерения концентрации другого вещества необходимо перед измерением провести процедуру градуировки рефрактометра по этому веществу;

- вторая часть лабораторной работы называется измерением, т.е. когда предоставленная проба с неизвестной концентрацией этанола в воде подлежит исследованию на рефрактометре ИРФ – 22, прошедшего процедуру градуировки по данному веществу.

Результаты лабораторной работы.

Полученные данные в процессе выполнения лабораторной работы занести в таблицу 1 и построить график зависимости (1).

Определить по графику массовое содержание исследуемой пробы, отразив процесс измерения на графике штриховыми линиями.

Таблица 1 – Результаты выполнения лабораторной работы №3

№ п/п	Контрольная жидкость	Показатель преломления (n)	Концентрация (k), % этанола
	вода
	Раствор этанола
	Раствор этанола
	Раствор этанола
	Раствор этанола
	спирт
	Исследуемый раствор этанола

Выводы по лабораторной работе Проанализировать полученные результаты. Объяснить возмож­ности применения этого метода (прибора) для качественного и количествен­ного анализа. Объяснить график зависимости (1) с метрологической точки зрения.

График зависимости n = f (k) прилагается.

 

 

Выводы________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

Лабораторная работа № 4

СВЧ - ВЛАГОМЕР ТЕСТ -100

Цель работы

1.1 Изучить принцип работы СВЧ - влагомера ТЕСТ-100.

1.2 Измерить затухание в пробах калибровочных растворов. Построить график зависимости затухания СВЧ - волн от концентрации воды в пробе (градуировочную характеристику)

1.3 Измерить затухание в пробах с произвольным влагосодержанием (растворы 1 – 4).

По градуировочной характеристике определить влагосодержание исследуемой пробы.

 

Аппаратура и принадлежности

2.1 Лабораторный СВЧ - влагомер неводных жидкостей ТЕСТ-100.

2.2 Медицинский шприц.

2.3 Резиновый баллон.

2.4 Этиловый спирт.

2.5 Дистиллированная вода.

2.6 Калибровочные смеси (вода + этанол).