Refraktometria

Refraktometria je metóda používaná v analytickej chémii. Zakladá sa na meraní indexu lomu, ktorý nám umožní stanovovať koncentráciu látok v roztoku, ich čistotu prípadne i štruktúru. Metódu uskutočňujeme pomocou refraktometra.

Index lomu

Index zlomu (absolútny) je definovaný ako pomer rýchlosti svetla vo vákuu, ktorá je konštantná a rýchlosti svetla v danom prostredí, ktorá sa mení s optickou hustotou.

N = ${c \over n}$

Relatívny index lomu sa vzťahuje sa na rýchlosť svetla vo vzduchu. Rýchlosť svetla vo vákuu je podobná rýchlosti svetla vo vzduchu. N(vzduchu) = 1

So zmenou  rýchlosti svetla pri prechode v danom prostredí sa zmení aj jeho smer. Čím je optická hustota prostredia väčšia tým sa znižuje rýchlosť svetla a zvyšuje lom svetla.

Index lomu je veličina nie absolútna, závisí od

• teploty (hlavne v kvapalinách a plynov), od tlaku (plyny), od vlnove
• dĺžky použitého svetla, pri meraní indexu lomu vzhľadom na použité žiarenia

Na merianie je možnosť použiť monochromatický zdroj žiarenia alebo polychromatický zdroj žiarenia (refraktometer je vybavený kompenzátorom). Pri kvalitatívnej analýze prípadne nepresnosti sú kompenzované použitím kalibračnej krivky.

Meranie indexu lomu

Graf refraktometrického stanovenia

Je založené na meraní tzv. medzného uhla. Dokonalejšie popísanie indexu lomu a i medzného uhla popisuje Snellov zákon.

Lúč prechádzajúci rovnobežne s rozhraním (alfa = 9°) má medzný uhol lomu β_m, čo je najväčší možný uhol lomu. Za tento uhol sa už lúče nedostanú preto tvorí rozhranie medzi svetlom a tieňom.

n₁= n₂ . sin(β_m)

n₁= index lomu meranej látky

n₂= index lomu hranola

β_m = medzný uhol, ktorý odčítame na refraktometri

Index lomu má aditívny charakter. Znamená to že hodnota indexu lomu pre viaczložkové zmesi je daná sumou príspevkov jednotlivých zložiek podľa ich pomerného zastúpenia v zmesi. Pre grafickú závislosť platí:

n-n₀ = k . c

n = nameraný index lomu zmesi

n₀ = je index lomu rozpúšťadla

k = konštanta úmernosti

c = koncentrácia

Táto závislosť sa využíva v kvantitatívnej analýze pri použití metódy kalibračnej krivky.