Kiedyś w laboratorum (25.)

Kiedyś w laboratorium zajmowałem się na zajęciach z chemii fizycznej pomiarem współczynnika załamania światła. Współczynnik ten decyduje o tym jak bardzo światło zmienia kierunek przy przechodzeniu z próżni lub gazu w fazę stałą. Jest natomiast definiowany jako stosunek prędkości falowych w jednym i drugim ośrodku. Gdy światło wpada w taflę szkła, zwalnia o blisko jedną trzecią, w diamencie o ponad połowę, ulegając załamaniu (refrakcji) i częściowemu rozszczepieniu.
Dla fizykochemików oprócz wartości identyfikacyjnej dla kryształów związków, badania refraktometryczne okazują się przydatne w badaniach stężenia roztworów - dla wielu substancji, w szerokim zakresie, wzrost współczynnika załamania roztworu, liniowo zależy od stężenia. Na tym też polegało nasze ćwiczenie.
Przyrządem jakiego użyliśmy był prosty refraktometr Abbego. Jest to prosty przyrząd, w którym badany roztwór wkrapla się w szczelinę między dwoma pryzmatami. Przy odpowiednim ustawieniu względem źródła światła, zachodzi całkowite wewnętrzne odbicie od powierzchni jednego z pryzmatów, co objawia się pojawieniem się granicy między jasnym a ciemnym polem:

Granica w starszych sprzętach jest niestety niezbyt ostra.
Płyn między pryzmatami zmienia przebieg promieni i powoduje, że aby granica przebiegała pośrodku pola widzenia, należy nieco obrócić pryzmat małym pokrętełkiem. Kąt ten zależy od współczynnika załamania, co łatwo sczytać z drugiej skali:

Skala procentowa jest przystosowana do mierzenia zawartości cukru, tu akurat badałem sok owocowy, stąd ok 7,5%