Untitled

im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu

Instytut Politechniczny - Inżynieria Środowiska

Laboratorium z Analizy Chemicznej Wody i Ścieków

Oznaczenie gliceryny metodą refraktometryczną

Promienie świetlne przechodząc przez różne ośrodki posiadają różne prędkości, zależnie od gęstości ośrodków, w których one przebiegają. Promienie świetlne jeżeli papaja pod pewnym katem α na płaszczyznę rozgraniczająca dwa różne ośrodki przezroczyste mogą ulec odbiciu pod katem α lub częściowemu załamaniu pod katem β. Zjawisko odbicia i załamania światła zostały ujęte ilościowo przez Snelliusa.

Załamanie w fizyce to zmiana kierunku rozchodzenia się fali (refrakcja fali) związana ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Inna prędkość powoduje zmianę długości fali, a częstotliwość pozostaje stała.

Zgodnie ze schematem promień P pochodzący z Ośrodka 1 w punkcie S załamuje się na granicy ośrodków i podąża jako promień Z w Ośrodku 2. Kąt padania oraz kąt załamania określa się między odpowiednim promieniem, a prostopadłą do granicy ośrodków w punkcie padania S, można oznaczyć kąt padania θ_P oraz kąt załamania θ_Z. Sinusy tych kątów wiąże następująca zależność:

n₁- współczynnik załamania światła ośrodka 1,

n₂- współczynnik załamania światła ośrodka 2.

Optyka w miejsce prędkości fal świetlnych posługuje się współczynnikami załamania. Prawo załamania zostało doświadczalnie odkryte przez Willebrorda Snella i nazywane jest prawem Snella lub Snelliusa. Prawo to można wyprowadzić z zasady Fermata lub zasady Huygensa.

Prawo Snelliusa (załamania, refrakcji, Snella) — prawo fizyki opisujące zmianę kierunku biegu promienia światła przy przejściu przez granicę między dwoma ośrodkami przeźroczystymi o różnych współczynnikach załamania. Prawo odkrył holenderski astronom i matematyk Willebrord Snell w 1621 roku i na jego cześć nadano nazwę prawa.

Bezwzględny współczynnik załamania światła

Bezwzględny współczynnik załamania światła dany jest wzorem

v - prędkość światła w danym ośrodku
c - prędkość światła w próżni (c = 299 792 458 m/s)
n - bezwzględny współczynnik załamania

Znajomość bezwzględnych współczynników załamania umożliwia szybkie obliczenie prędkości światła w danych ośrodku, wg wzoru:

Prędkość światła w szkle wynosi ok. 2/3 prędkości światła w próżni. Współczynnik załamania szkła wynosi więc 3/2 - 1,5.

Względny współczynnik załamania światła

Mając bezwzględne współczynniki załamania ośrodka z którego pada światło i ośrodka do którego załamuje się światło, można obliczyć względny współczynnik załamania (patrz prawo załamania światła):

n₁ - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1 (z którego wychodzi światło)

n₂ - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2
(do którego przechodzi światło)

n₁₂ - współczynnik załamania (względny) ośrodka 2 względem ośrodka 1

Względny współczynnik załamania decyduje o tym jak bardzo światło ma tendencję do skręcania swego kierunku podczas przechodzenia do innego ośrodka. Inaczej mówiąc - przy dużym względnym współczynniku załamania światło będzie się silniej załamywać.

W przypadku, gdy nie ma dokładnego stwierdzenia o jaki współczynnik chodzi, najczęściej samo wyrażenie "współczynnik załamania" należy rozumieć jako "bezwzględny współczynnik załamania"

Obliczamy refrakcję badanej przez nas gliceryny

Wyliczone refrakcja molowa czystej gliceryny jest zbliżona do refrakcji badanej przez nas próbki gliceryny. Refrakcja molowa pozwala nam sądzić o strukturze związku i badać ewentualne zanieczyszczenie.

Badana przez nas próbka miała stężenie 12. Minimalny błąd względny wynikający prawdopodobnie z błędu pomiarowego wynosi 3,44%.

Stężenie gliceryny [%]	n
5	1,343
10	1,348
15	1,353
20	1,358
25	1,364
30	1,37
40	1,38
50	1,391
C_X=12	1,349