Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0514
Číslo a název šablony klíčové aktivity
III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Tematická oblast
Metody instrumentální analýzy, vy_32_inovace_MA_11_17
Autor
Riemer Oldřich
Ročník
3
Obor
28-42-L/01 Chemik operátor
Datum
25.11.2012
Anotace
Prezentace určená k podpoře výuky optických metod – refraktometrie
Použité zdroje a odkazy: KLOUDA, Pavel. moderní analytické metody. Ostrava: Pavel Klouda, 2003, ISBN 80-86369-07-2. NEZNÁMÝ, Neznámý. users.prf.jcu.cz [online]. [cit. 25.11.2012]. Dostupný na WWW: http://users.prf.jcu.cz/sima/analyticka_chemie/spektrab_soubory/image010.jpg DVOŘÁK, Petr. elearning.zskj.cz [online]. [cit. 25.11.2012]. Dostupný na WWW: http://elearning.zskj.cz/soubory/optika/image027.jpg
http://www.zlinskedumy.cz
NEZNÁMÝ, Neznámý. hockicko.utc.sk [online]. [cit. 25.11.2012]. Dostupný na WWW: http://hockicko.utc.sk/_old/semestralky/prace/p0310/obr22.JPG NEZNÁMÝ, Neznámý. ped.muni.cz [online]. [cit. 8.12.2012]. Dostupný na WWW: http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/fchlab/refraktometr_soubory/image007.gif NEZNÁMÝ, Neznámý. ge-tra.cz [online]. [cit. 12.12.2012]. Dostupný na WWW: http://getra.cz/system/images/kapaliny/05_univerzalni_refraktometr_ri_stupnice_s.jpg
Optické metody Refraktometrie
OBSAH REFRAKTOMETRIE LOM SVĚTLA – REFRAKCE MEZNÍ ÚHEL REFRAKTOMETRY
OBRÁZKY
REFRAKTOMETRIE Optická analytická metoda k měření indexu lomu /n/ - fyzikální konstanta Dopadá-li paprsek na rozhraní dvou fází nastává buď: - Reflexe (odraz) - Refrakce (lom) Využívá hodnoty indexu lomu n viditelného elektromagnetického záření pro kvalitativní či kvantitativní charakteristiku materiálu Používá se k identifikaci látek, kontrole čistoty, stanovení koncentrace látek, roztoků Využívá monochromatického záření sodíkového světla
Využívá principu Snellova zákona
LOM SVĚTLA – REFRAKCE Lom světla je změna směru světelného paprsku při přechodu z jednoho homogenního prostředí do druhého V obou prostředích se světlo šíří různými fázovými rychlostmi: v1 a v2 Lom světla se řídí Snellovým zákonem lomu
𝒔𝒊𝒏 𝜶 𝒗𝟏 𝒏𝟐 = = 𝒔𝒊𝒏 𝜷 𝒗𝟐 𝒏𝟏 Při dopadu světelného paprsku do jiného prostředí pod určitým úhlem 1 dojde ke změně fázové rychlosti v1 na rychlost v2 a paprsek mění směr své dráhy pod úhlem 2. Poměr rychlosti v1 / v2 je stejný jako poměr sinu úhlu sin 1 / sin 2. Tento poměr je pro dvě daná prostředí konstantní a nazýváme ho relativní index lomu [n] Fázová rychlost závisí: - na vlnové délce elektromagnetického záření - na teplotě, tlaku - na povaze prostředí, látky
Vstupuje-li světlo do prostředí z vakua (v1 = c), dostaneme absolutní index lomu [N] N = c / v (poměr rychlosti světla ve vakuu k rychlosti světla v prostředí) Index lomu látek značíme:
nD20
- index lomu sodíkového světla při 20°C
LOM SVĚTLA – REFRAKCE Lom světla na rozhraní dvou prostředí
Odraz v opticky řidším prostředí
Obr: Lom světla ve vodě
Odraz v opticky hustším prostředí
MEZNÍ ÚHEL Zvětšujeme-li úhel dopadu z 0° do 90° vzrůstá úhel jen o určitou mez. Tato hodnota se označuje jako: MEZNÍ ÚHEL O - hranice dosahu světla pro dané prostředí V okuláru refraktometru se mezní úhel jeví jako ostré rozhraní světla a stínu.
1 sin 𝛽 = 𝑛1
/ sin 90° = 1 /
Obr: Mezní úhel
REFRAKTOMETRY Optické přístroje k zjišťování indexu lomu látek všech skupenství Refraktometry lze látky identifikovat, určit jejich čistotu, koncentraci apd. Index lomu n látky pevného nebo kapalného skupenství určujeme z mezního úhlu při dopadu světla Základem refraktometrů – šikmo seříznutý hranol s konstantní optickou hustotou (stálou) buď ponořený do zkoumané kapaliny - ponorný refraktometr nebo se nanáší na hranol tenká vrstva zkoumané látky – suchý refraktometr /Abbého/ Poloha mezního úhlu vyjádřena indexem lomu závisí pouze na vyšetřované látce, je dána ostrým rozhraním světla a stínu Odečítání rozhraní / indexu lomu /: - přímo na stupnici (ponorný refraktometr) - pomocí nitkového kříže (suchý refraktometr)
PS – stupnice
N – nitkový kříž
Obr: Pohled okulárem suchého refraktometru Abbeho
Obr: Stupnice ponorného refraktometru
OBRÁZKY
Obr: Suchý refraktometr Abbého
Obr: Refraktometr RL 3 a termostat U8
OBRÁZKY Okulár
Čočka se stupnicí
Objektiv
Kompenzátor disperze Optický hranol Zkoumaná látka Zrcátko
Obr: Nákres ponorného refraktometru
Obr: Ponorný refraktometr a termostatická vana
OBRÁZKY
Obr: Suchý kapesní refraktometr
Obr: Sada suchého kapesního refraktometru
