DETERMINAREA CONCENTRATIEI SAU A PURITATII UNOR PRODUSE CU AJUTORUL REFRACTOMETRULUI

DETERMINAREA CONCENTRATIEI SAU A PURITATII UNOR PRODUSE CU AJUTORUL REFRACTOMETRULUI

Principiul refractometriei

Indicele de refractie reprezinta o caracteristica importanta pentru multe produse.

O raza de lumina care cade sub un anumit unghi pe o suprafata plana ce separa doua medii transparente diferite (I si II), sufera urmatorul fenomen: partial se reflecta, iar partial patrunde in al doilea mediu schimbandu-si directia initiala, adica se refracta. (Figura nr.12)

Figura nr.12 - Principiul refractometriei

Indicele de refractie "n" este egal cu raportul dintre sinusul unghiului de incidenta (a) si sinusul unghiului de refractie (b) si este constant pentru fiecare tip de material.

sin a

n = ------

sin b

Cand raza de lumina trece dintr-un mediu mai putin dens intr-un mediu mai dens, unghiul de refractie va fi intotdeauna mai mic decat unghiul de incidenta (b < a) deci n >

Daca raza de lumina trece dintr-un mediu mai dens intr-un mediu mai putin dens, fenomenul este invers (b>a), deci n <

Daca se mareste treptat unghiul de incidenta, raza refractata se indeparteaza tot mai mult de perpendiculara N-N', iar cand unghiul de incidenta a = 90⁰ unghiul de refractie b este maxim (b limita - bl) (Figura nr13.). In acest caz, indicele de refractie va fi:

sin 90⁰ 1

n = --------- = -------------

sin b_l Sin b_l

Marimea unghiului limita (bl) depinde numai de valoarea indicelui de refractie al unui mediu in raport cu altul. Deci prin masurarea ungiului limita se poate determina indicele de refractie.

Figura nr. 13 - Principiul refractometrului

Determinarea indicelui de refractie se poate face prin trei tipuri de metode: spectrometrice, refractometrice si interferentiale. Dintre acestea, cele mai utilizate in controlul calitatii produselor sunt metodele refractometrice. Deoarece indicele de refractie este dependent de lungimea de unda a luminii incidente, in determinarile refractometrice de precizie se utilizeaza lumina monocromatica (de obicei lumina lampii de sodiu). In cazul in care se foloseste lumina alba, refractometrele sunt dotate cu compensatoare, care au rolul de recombinare a luminii.

Refractometrul Abbe

Refractometrul Abbe permite determinarea indicelui de refractie intr-un domeniu foarte larg, de la n = 1,3 la n = 1,7.

Refractometrul Abbe este format din urmatoarele componente: (Figura nr.14)

blocul de prisme, format din prisma de iluminare (1) si prisma de masurare (2), cu indicele de refractie de 1,7;

compensatorul de dispersie (5) montat in fata obiectivului lunetei (6) folosit pentru inlaturarea efectului de dispersie a luminii albe, la limita de separatie dintre campuri;

scara refractometrului, gradata direct in indice de refractie (n), in diviziuni de la 1,3 pana la 1,7 si scara in grade refractometrice de la 0% la 85%, montate in lupa de citire (7);

oglinda (3) pentru dirijarea unui fascicol de lumina spre fanta prismei de iluminare;

butonul de reglare a imaginii (4);

butonul compensatorului de dispersie (8).

Figura nr.14 - Refractometrul Abbe

Modul de lucru

Se face etalonarea aparatului stiind ca apa distilata la 20⁰C are indicele de refractie n = 1,3330.

Pe prisma inferioara se pun 1-2 picaturi din produsul de analizat, se regleaza oglinda pentru a dirija un fascicol de lumina spre fanta din prisma, se regleaza imaginea cu ajutorul butonului (4) privind in acelasi timp prin ocularul din dreapta o imagine ca cea din figura nr.15 a, adica linia de separatie a celor doua campuri colorate diferit este adusa la punctul de intersecte a celor doua axe. Cand s-a obtinut aceasta imagine, se citeste prin ocularul din stanga (7)(figura nr.15 b) valoarea indicelui de refractie pe scara din dreapta sau gradele refractometrice pe scara din stanga.

Figura nr.15 - Citirea la refractometrul Abbe

Refractometrul portabil

Refractometrul portabil se utilizeaza in industria zaharului pentru determinarea rapida a continutului de zahar din diferite siropuri, cu scopul aprecierii calitatii acestor produse.

Acest refractometru este format dintr-un ansamblu prisma-luneta legate solidar intre ele (Figura nr.16). Prisma (1) este din sticla, cu n = 1,7 mai mare decat indicele de refractie al lichidului cercetat. Pe suprafata prismei se pun 1-2 picaturi din lichidul cercetat. Se priveste apoi prin ocular si se observa o imagine ca cea din figura nr.17. Linia de separatie dintre campul mai inchis la culoare si cel mai deschis ne indica concentratia procentuala in zahar.

Figura nr.16 - Refractometrul portabil

Figura nr.17 - Citirea la refractometrul portabil

Avantajul metodei refractometrice de determinare a concentratiei sau puritatii unor produse, consta in precizie mare (3-4 zecimale), rapiditate si economie de substante.