Сұйықтардың сыну көрсеткішін өлшеу

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Қазақ Ұлттық Аграрлық Университеті
коммерциялық емес акционерлік қоғамы

Технология және Биорусурстар факультеті
Тағам өнімдерінің технологиясы және қауіпсіздігі кафедрасы

СӨЖ

Пәні: Эксперимент өткізу тәсілдері
Тақырыбы:Рефрактометрлер,құрылысы.

Орындаған:Жарылхасын.А
Тексерген:Жұман.Н.
Тобы:ТПРП-214.

Алматы 2020

Жоспар
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
2.Негізгі бөлім:
2.1.Рефрактометр.Рефрактометрлік анализ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... .5
2.2.Рефрактометрлердің құрылысы. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
2.3.Рефрактометрлік талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
3.Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
4.Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15

2.1. Рефрактометр.Рефрактометрлік анализ
Рефрактометр (лат. рефрацтұс -сынған) -- жарықтың сыну көрсеткіштерін анықтау үшін қолданылатын құрал, екі ортаның шекарасында байқалатын толық ішкі шағылуға негізделген. Рефрактометрдің қозғалмалы призмалы, құрамды призмалы, жарты сфералы және тағы басқа түрлері бар.
Рефрактометрия.Екі түрлі оптикалық ортадағы жарық сәулесінің сынуы - рефракция деп аталады. Бұл әдісте аналитикалық сигнал ретінде - сыну көрсеткіші (n) қолданады.Рефрактрометриялық әдіс жетістіктері: оның қарапайымдылығы, жылдамдығы, жоғары дәлдікпен өлшеуі болып саналады.Рефрактрометрияны биологиялық тамақ өнімдерін, дәрілерді жасауда және олардың физикалық мәндерін анықтағанда пайдаланады. Сыну көрсеткіші деп түскен жарықтың синус бұрышын шағылысқан жарықтың синус бұрышына қатынасын айтады. Берілген ортаның тығыздығына және сәуле бағытына байланысты сыну көрсеткіш екі түрлі болады. Рефрактометрия (латынша Refractus -- сынған және ...метрия) -- оптикалық сәуле шығару спектрінің әр түрлі телімдерінде қатты, сұйық және газ тәрізді орталардың сыну көрсеткішін (n) өлшеудің әдістері мен құралдарына арналған оптикалық техниканың бөлімі.Рефрактометрияның негізгі әдістері:1)екі ортаның шекарасы арқылы өткен жарықтың сыну бұрышын тікелей өлшеу әдістері;2)жарықтың толық іштей шағылу құбылысына негізделген әдістер;3)интерференциялық әдістер. Рефрактометрия заттың құрамы мен құрылымын анықтау үшін физикалық химияда, сондай-ақ химия, фармацевтика, тамақ, т.б. өнеркәсіп салаларында әр түрлі өнімдердің сапасы мен құрамын бақылау үшін кеңінен қолданылады.
Рефрактометрия әдістері аэро- және гидродинамикалық зерттеулерде қатты үлгілер мен сұйықтықтардың әртектілігін тексеру үшін пайдаланылады. Рефрактометрия оптикалық өнеркәсіпте ерекше рөл атқарады, өйткені n мен шынының және т.б. оптик. материалдардың дисперсиясы олардың маңызды сипаттамалары болып табылады. Рефрактометрлік анализдеу әдісі.Бұл әдіс жарық сәулесінің бір ортадан екінші ортаға өткен кездегі сыну көрсеткішін өлшеуге негізделген. Теориялық эксперимент түрде мына тәуелділік қойылған: f(n) = r :: р, мұндағы n - анализденетін заттың сыну көрсеткіші; p=mV коицентрацияға тәуелді ерітіндінің тығыздыгы; r - меншікті рефракция. Меншікті рефракция заттың табиғатына тәуелді, мына қатынаспен табылады: r= n2-1 n2+2 :: 1pR=r :: M, мұндағы R - мольдік рефракция.
Мольдік рефракация заттың кұрылысын анықтаған кездегі маңызды аналитикалық параметр болып келеді. Мольдік рефракция аддитивтілік ережесіне бағынады, яғни қоспаның мольдік рефракциясы құраушылардың мольдік рефракцияларының қосындысына тең, ал зат үшін - атомдардың, функционалды топтардың немесе байланыстардың мольдік рефракцияларының қосындысына тең. Атомның, топтардың рефракциялары немесе байланыс рефракциясы анықтамалық әдебиетте келтіріледі. Рефрактометрлік талдау аспаптары
Сыну көрсеткіштерін рефрактометрде өлшейді. Бірінші рефрактометрді 1756 жылы М. В. Ломоносов құрастырған.
Кең таралған Аббе немесе Пульфрих рефрактометрлері шекті сыну бұрышын өлшеуге негізделген. Прибордың негізгі бөлігі сыну көрсеткіші N белгілі өлшегіш призма. Жарық көзі - сызықты спектр беретін натрийлік не газ разрядты (сутектік не сынаптық) түтік. Жарық сәулесі 7 өлшегіш призманың 3 енетін жағындағы АВ қабырғасына орналасқан астаушаға 2 түседі және ондағы призма 3 зерттелетін сұйықпен оптикалық тұрғыдан түйісетін шекаралық бет міндетін атқарады. Онда сыну және толық ішкі шағылысу құбылысы жүреді. Призманың шығатын ВС қабырғасында сынғаннан кейін ВС ауа арасында, ВС қабырғасына тік тура сызықпен α_2(β) бұрышын жасайды. Егер ср бұрышы шектіге жуық болса, түтіктің 4 көріну аймағы 5 жарық және көлеңкелі бөлікке бөлінеді. Құрылғы φ бұрышының мәнін ондық үлестегі дәлдікпен көрсетеді. Талданатын сұйықтың сыну көрсеткіші мына формуламен анықталады:
(Түсетін жарық толқынының ұзындығы өскен сайын сыну көрсеткіші) мұндағы α-өлшегіш призманын сыну бұрылуы, N-оның сыну көрсеткіші (N n).Призманың сыну көрсеткіші зерттелетін судың сыну көрсеткіштігінің мән аралығын шектейді, сондықтан да рефрактометрдің құрамында n-нің әр түрлі диапазонында жұмыс істеуге мүмкіндік беретін бірнеше призма болады. Рефрактометрлерде шекті бұрыш әдісінен басқа призма иммерсиондық, интерференсиялық және тағы басқа әдістер пайдаланылады. Иммерсиондық әдісте зерттелетін ерітіндінің сыну көрсеткішін эталонмен салыстыру арқылы табады. Бұл әдісті ұқсас карбонаттар. Рефрактометрдің схемасыдың, сульфаттардың, тағы басқа изоморфты бинарлық құрамын анықтау үшін химиялық технологиядағы өнімдерді талдауда кеңінен қолданады. Сондай-ақ, қиыршықталатын құрамның жекелеген бөлігін анықтауға, қос тұздарды қоспа тұздан ажыратуға, бір құрылымдағы заттың изомерін тануға мүмкіндік береді. Бұл әдіспен қопарылғыш және улы заттарды талдауға болмайды. Әйтсе де, бұл аналитикалық химияда жиі қолданылмай келеді.
Аббе рефрактометріне РАУ, ИРФ-22РЛ сияқтылар жатады және олар өлшеуді 2 :: 104 дәлдікпен алуға мүмкіндік береді. Су ерітінділерінің өлшеу шегі n_D=l,3-l,7. Ерітіндідегі заттың таралымын (С) келесі теңдеу бойынша есептейді: мұндағы n_е және n_0 - ерітінді мен еріткіштін сыну көрсеткіштері, Ғ - рефрактометрдің аналитикалық факторы. Ол концентрацияны жоғарылатқандағы көрсеткіштің артуына тең. Ал температура ықпалын болдырмау үшін өлшеу тұрақты температурада жүргізіледі.
2.2. Рефрактометрлердің құрылысы
Рефрактометрінің жалпы көрінісі:1 - жарық бергіш призма; 2 - айна; 3 - штуцер; 4 - бұрандалы қысқыш; 5 - дисперсті реттегіштің маховигі; 6, 11 - түтіктер; 7 - юстировка кілтінің ұясы; 8 - юстировкалық кілт; 9 - призма блогын бұру маховигі; 10 - көру түтігі.
Рефрактометр ИРФ-22 (сурет 15) сұйықтар мен қатты денелердің сыну көрсеткішін өлшеуге, сонымен қатар сулы, спиртті, эфирлі және т.б. ерітінділердің концентрациясын сапалы және тез анықтауға арналған. Көбінесе ИРФ-22 ауызсуының сапасын бағалауға қолданады.Аспап химиялық және технологиялық зертханаларда, сонымен қатар объектілерді және экологиялық зерттегенде, оның ішінде оқу орындарында қолданылады.
Рефрактометр ИРФ-22 жұмысқа қолайлы, себебі арнайы оптикалық жүйе көргіш түтік көмегімен, визир сызығымен жарық пен қараңғы шекарасы жүргізілетін аумақтағы сынудың көрсеткіш шкаласын көруге мүмкіндік береді.Сыну көрсеткішінің өлшеу дәлдігі +-1...2·10-4 құрайды,ал сыну көрсеткішінің өлшеу шегі -1,3...1,7. Жұмысты бастамас бұрын қондырғының термостатикасын және оптикалық өсін қалыпқа келтіреді (орнықтылымдырады).Термостаттау үшін тубусы және термометрі бар құмыраға температурасы 20ºC су құяды. Құмыраның шлангісін өлшегіш призманың сыртқы бөлігінің штуцеріне жалғайды.Аспаппен жұмыс істеу тәсілі.Сұйықтардың сыну көрсеткішін өлшеу.1.Қатты денелердің (nD) сыну көрсеткішін анықтау.2.Боялған немесе бұлдыр үлгілердің сыну көрсеткіші дәл I-II пунктегі сияқты жүзеге асады.Орташа дисперсті жүйені зерттеу I-III бөлімдердегідей, бірақ кішкене маховикті оңға және солға бұрау арқылы жүзеге асады. Жұмыс аяқталғаннан кейін призма бетін эфирмен сүрту керек.Өлшеу нәтижелерін бағалау.Рефрактометр шкаласы қоршаған орта температурасы 20ºC болғанға негізделген; әртүрлі сұйықтарға белгілі-бір температура, концентрация және химиялық құрам тән.
Алдымен өлшегіш призма әйнегінің сыну көрсеткішінің температуралық коэффициенті анықталады.Барабанның орташа арифметикалық көрсеткіші мына формуламен анықталады:Z=ΣZin,мұнда ΣZi - бір жақтағы барабанның барлық көрсеткіштерінің қосындысы.n- барабанның әрбір жағының жеке алғандағы есептеулер саны. Кейін ортаның орташа дисперсиясы және сыну бұрышын анықтаймыз. Рефрактометр -- қатты, сұйық және газ тәрізді заттардың сыну көрсеткіштерін зерттейтін құрал. Заттың сыну көрсеткішін (n) біле отырып, оған химиялық анализ (талдау) жасауға болады.

Жарықтың толық шағылуы мен Рефрактометрдің жұмыс істеу схемасы Рефрактометрия әдісі халық шаруашылығының көптеген саласында қолданылады. Мысалы шахта ауасының құрамындағы қопарылыс қаупі бар метан газының мөлшерін анықтауға осы әдіс пайдаланылады. Рефрактометрия әдісі тамақ өнеркәсібінде майлардың және т. б. заттардың сапасын тексеруге, геологияда минералдардың сапасын, ауыл шаруашылығында қант қызылшасының, помидордың пісу дәрежесін анықтауға, медицина мен мал дәрігерлігінде асқазан сөлін, қан мен зәр құрамын тексеру үшін пайдаланылады.
Рефрактометрлердің жұмысы мына әдістерге негізделген:1) жарық екі ортаның шекарасынан өткенде оның сыну бұрышын тікелей өлшеу; 2) толық ішкі шағылу құбылысына негізделген әдіс; 3) интерференциялық әдіс; 4) Френель формулаларына сүйеніп сыну бұрышын табу әдісі; 5) көлеңке әдісі. Осының ішінде кеңірек таралғаны бастапқы үш әдіс болғандықтан біз солардың екінші әдісіне толық ішкі шағылу құбылысын қарастырамыз. Екі орта, айталық су мен ауаны алайық. Судың сыну көрсеткішін n2 деп, ауаның сыну көрсеткішін n1деп белгілейік.
Жарық сәулесі судан ауаға өтсін делік. 0 нүктесіне түскен 1-сәуле жартылай шағылады да 01" бағытымен ке-теді, ал жартылай екінші ортаға (ауаға) 011 етеді. Түсу бұрышын α1 , ал сыну бұрышын γ1 деп белгілейік. Дәл осындай жағдай 2-сәуледе де қайталанады. Ал 3 сәуле 0 нүктесіне келіп түскенін, оның біразы екінші ортаға өтпей, екі ортаның шекарасымен жылжиды. Ол -- 03'. Ал, екінші бөлігі шағылып 03" бағытымен кетеді. Осы кезде сыну бұрышы γ3=90° тең болады. Міне, осы бұрышты (α3) толық ішкі шағылу бұрышы деп атайды. Немесе шекті бұрыш деп атайды. Енді 4 сәулені қарастырайық. Бұл сәуленің түсу бұрышы (α4) шекті бұрыштан (α3) көп. Олай болса, бұл сәуле .0 нүктесінде екінші ортаға (ауаға) қарай өтпей толық бірінші ортаға (суға) шағылып кетеді. Бұл құбылысты толық ішкі шағылу деп атайды. Жарық оптикалық тығыздығы көп ортадан (n2) оптикалық тығыздығы аз ортаға (n1)өткенде толық ішкі шағылу құбылысы байқалады. Рефрактометрияның негізгі әдістері:1)екі ортаның шекарасы арқылы өткен жарықтың сыну бұрышын тікелей өлшеу әдістері;2)жарықтың толық іштей шағылу құбылысына негізделген әдістер;3)интерференциялық әдістер. Рефрактометрия заттың құрамы мен құрылымын анықтау үшін физикалық химияда, сондай-ақ химия, фармацевтика, тамақ, т.б. өнеркәсіп салаларында әр түрлі өнімдердің сапасы мен құрамын бақылау үшін кеңінен қолданылады.
Рефрактометрия әдістері аэро- және гидродинамикалық зерттеулерде қатты үлгілер мен сұйықтықтардың әртектілігін тексеру үшін пайдаланылады. Рефрактометрия оптикалық өнеркәсіпте ерекше рөл атқарады, өйткені n мен шынының және т.б. оптик. материалдардың дисперсиясы олардың маңызды сипаттамалары болып табылады.
Рефрактометр ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.