Рефрактометрия это метод анализа раствора основанный на измерении показателя светопреломления.Показатель преломления (n) - это отношение скорости распространения света в воздухе (c₀) к скорости распространения в данной среде (c):
n = c₀ / c
Зависимость показателя преломления от концентрации вещества выражается формулой:
C = (n - n₀) / F, где:
C - концентрация вещества в процентах
n - показатель преломления раствора
n₀ - показатель преломления растворителя
F - фактор показателя преломления (берется из специальных рефрактометрических таблиц)
Показатель преломления зависит от природы и плотности преломляющей среды (т.е. от испытуемого раствора), длины волны преломляемого света, температуры и концентрации раствора.
Устройство рефрактометра
Рефрактометр это прибор для измерения показателя светопреломления. Главным его элементом является призма с высоким показателем преломления на которую наносят исследуемое вещество.Луч света попадает на линзу и преломляется под определенным углом, в зависимости от плотности жидкости. Далее, свет проходит через систему линз и отображается на шкале.
Показатель преломления зависит от температуры раствора. В некоторых приборах температура сохраняется стабильной за счет специальной биметаллической пластины. Если температура раствора растет или понижается, пластина реагирует на это, корректируя показатели шкалы. В частности это работает для рефрактометров для измерения спирта и сахара. Поэтому в таких приборах не нужна поправка на температуру, о чем свидетельствует метка ATC (Automatic Temperature Compensation - Автоматическая Температурная Компенсация).
Калибровка рефрактометра
Для калибровки рефрактометра используется дистиллированная вода из-за того, что она никак не влияет преломление света в линзе. Для этого на линзу наносят несколько капель воды, закрывают прибор и с помощью калибровочного винта выставляют нулевое значение на шкале. После этого протирают линзу тряпочкой насухо.Рекомендуется проводить калибровку перед каждым измерением. Но из практики могу сказать, что такая частота является избыточной.
Как пользоваться рефрактометром
- Откалибруйте прибор.
- Нанесите на линзу несколько капель исследуемого раствора и закройте прибор. При это жидкость должна распределиться по стеклу равномерно и без пузырьков.
- Для того чтобы сработала температурная компенсация и температура жидкости и прибора выровнялась, подождите примерно 20 - 30 секунд.
- Отрегулируйте резкость вращением монокуляра.
- Зафиксируйте показания прибора.
- После использования протрите линзу тряпочкой насухо.
Виды рефрактометров
В комплекте с рефрактометром идет кейс для хранения, инструкция, пипетка для забора жидкости, салфетка для протирания и отвертка для калибровки.Рефрактометр-сахаромер
Такой прибор оборудован двумя шкалами.Слева находится шкала процентного содержания сахара по массе (Brix). Например, если шкала показывает 21 %, то это означает, что раствор состоит из 21 % сахара и 79 % воды. Или, если считать по массе, то в 100 граммах такого сусла находится 21 грамм сахара и 79 граммов воды. Шкала имеет диапазон от 0 до 40.
Справа находится шкала показывающая примерный выход спирта из данного количества сахара. Например, если шкала показывает 12 %, то это означает, что после того как дрожжи переработают весь сахар, при идеальных условиях крепость браги составит 12 %. Шкала имеет диапазон от 0 до 25.
Рефрактометр-спиртомер
Такие приборы оборудованы одной шкалой, показывающей процентное содержание спирта в растворе по объему. Шкала имеет диапазон от 0 до 80. Стоит отметить, что прибор не будет показывать правильно крепость цветных напитков (настойки, вино), т.к. они имеют свой цвет.