Refraktometr

Qo'l refraktometri

Refraktometr - muhitdagi yorugʻlikning sindirish koʻrsatkichini oʻlchaydigan asbobdir.

Refraktometriya

Refraktometriya (lotincha: refractus - singan va qadimgi yunoncha: μετρέω „Men oʻlchayman“) — sinish indeksini (koeffitsientini) va uning baʼzi funksiyalarini aniqlashga asoslangan moddalarni oʻrganish usuli hisoblanadi. Refraktometriya (refraktometriya usuli) kimyoviy birikmalarni aniqlash, miqdoriy va strukturaviy tahlil qilish, moddalarning fizik-kimyoviy koʻrsatkichlarini aniqlash uchun ishlatiladi. Nisbiy sindirish koʻrsatkichi n-qoʻshni muhitdagi yorugʻlik tezligining nisbatini oʻlchaydi. Suyuqlik va qattiq jismlar uchun n odatda havoga, gazlar uchun esa vakuumga (mutlaq sindirish koʻrsatkichi) nisbatan aniqlanadi. N ning qiymatlari yorugʻlik va haroratning toʻlqin uzunligiga bogʻliq boʻlib, ular mos ravishda pastki va yuqori chiziqda koʻrsatilgan. Masalan, sinishi indeksi 20 ga teng natriy spektrining D - chizigʻi uchun °C (l = 589 nm) - $n_{D}^{20}$ . Vodorod spektrining H (l = 656 nm) va F (l = 486 nm) chiziqlari ham tez-tez ishlatiladi. Gaz holatida n ning bosimga bogʻliqligini ham hisobga olish kerak.

Ideal tizimlarda (komponentlarning hajmini va qutblanishini oʻzgartirmasdan hosil boʻlgan), agar kompozitsiya hajmli fraktsiyalarda (foizda) ifodalangan boʻlsa, sindirish koʻrsatkichining kompozitsiyaga bogʻliqligi chiziqqa yaqin boʻladi.

Bu yerda n, n₁, n₂ aralashma va komponentlarning sinish koʻrsatkichlari, V₁ va V ₂ komponentlarning hajm ulushlari (V ₁ + V ₂ = 1).

Keng diapazondagi eritmalarning refraktometriyasi uchun jadvallar yoki empirik formulalar qoʻllaniladi, ulardan eng muhimi (saxaroza, etanol va boshqalar eritmalari uchun). Xalqaro shartnomalar bilan tasdiqlangan va sanoat va qishloq xoʻjaligi mahsulotlarini tahlil qilish uchun ixtisoslashtirilgan refraktometrlar uchun tarozilar qurilishiga asoslanadi.

Ayrim moddalarning suvli eritmalarining sindirish koʻrsatkichining konsentratsiyaga bogʻliqligi

Haroratning sindirish koʻrsatkichiga taʼsiri ikki omil bilan belgilanadi: birlik hajmdagi suyuqlik zarralari sonining oʻzgarishi va molekulalarning qutblanish qobiliyatining haroratga bogʻliqligi. Ikkinchi omil faqat haroratning juda katta oʻzgarishi bilan ahamiyatli boʻladi.

Sinishi indeksining harorat koeffitsienti zichlikning harorat koeffitsientiga proporsionaldir. Barcha suyuqliklar qizdirilganda kengayganligi sababli, harorat oshishi bilan ularning sinishi koʻrsatkichlari kamayadi. Harorat koeffitsiyenti suyuqlikning haroratiga bogʻliq, lekin kichik harorat oraligʻida uni doimiy deb hisoblash mumkin.

Suyuqliklarning katta qismi uchun harorat koeffitsiyenti -0,0004 dan -0,0006 K ⁻¹ gacha boʻlgan tor chegaralarda joylashgan. Muhim istisno suv va suyultirilgan suvli eritmalar (-0,0001), glitserin (-0,0002), glikol (-0,00026).

Sinishi indeksining chiziqli ekstrapolyatsiyasi kichik harorat farqlari uchun maqbuldir (10-20 °C). Keng harorat oraligʻida sinishi koʻrsatkichini aniq aniqlash quyidagi empirik formulalar boʻyicha amalga oshiriladi: n _t \ u003d n ₀ + at + bt ² + ...

Bosim suyuqliklarning sinishi indeksiga haroratdan ancha past taʼsir qiladi. Bosim 1 atm ga oʻzgarganda. n ning oʻzgarishi suv uchun 1,48 ×10⁻⁵ , spirt uchun 3,95 ×10⁻⁵ , benzol uchun 4,8 ×10⁻⁵ ga teng. Yaʼni, haroratning 1 selsiy gradusga oʻzgarishi suyuqlikning sinishi indeksiga xuddi bosimning 10 atm ga oʻzgarishi kabi taʼsir qiladi.

Odatda, n ta suyuqlik va qattiq jismlar refraktometrlarda 0,0001 aniqlik bilan refraktometriya bilan aniqlanadi, ularda umumiy ichki aks ettirishning cheklovchi burchaklari oʻlchanadi. Eng keng tarqalgani prizma blokli Abbe refraktometrlari va dispersiya kompensatorlari boʻlib, ular aniqlash imkonini beradi. $n_{D}$ shkalada yoki raqamli indikatorda „oq“ chiroqda amalga oshadi. Mutlaq oʻlchovlarning maksimal aniqligiga (10×10⁻¹⁰) goniometrlarda oʻrganilayotgan materialning prizmasi bilan nurni burilish usullari yordamida erishiladi. Interferensiya usullari n gazni oʻlchash uchun eng qulay hisoblanadi. Eritmalarning n farqlarini aniq (10×10⁻⁷ 10 gacha) aniqlash uchun ham interferometrlardan foydalaniladi. Xuddi shu maqsadda, ikki yoki uchta ichi boʻsh prizma tizimi bilan nurlarning burilishiga asoslangan differentsial refraktometrlar qoʻllaniladi.

Suyuqlik oqimlarida n ni uzluksiz roʻyxatga olish uchun avtomatik refraktometrlar ishlab chiqarishda texnologik jarayonlarni boshqarish va ularni avtomatik boshqarish uchun, shuningdek, rektifikatsiyani nazorat qilish laboratoriyalarida va suyuqlik xromatograflari uchun universal detektorlar sifatida qoʻllaniladi.

Refraktometriya yordamida amalga oshiriladigan refraktometriya kimyoviy birikmalarni aniqlash, miqdoriy va strukturaviy tahlil qilish va moddalarning fizik-kimyoviy parametrlarini aniqlashning keng tarqalgan usullaridan biridir.

Qurilmaning qoʻllanilishi

Refraktometrlar quyidagilarda qoʻllaniladi:

• Kimyo sanoati:
  • Eritmalarda yoki distillash jarayonlarida konsentratsiyani aniqlash yoki erituvchini qayta tiklash;
  • Kislotalar (sulfat kislota, xlorid kislota, sirka kislotasi va boshqalar);
  • Eriydigan metall tuzlari (xloridlar, fosfatlar, sulfatlar va boshqalar);
  • Organik erituvchilar:
    • Spirtli ichimliklar, glikollar
    • MEA, DEA, EDA kabi aminlar
    • N-metil-pirolidon (NMP) kabi pirolidonlar
  • Fungitsidlar va oʻgʻitlar, masalan, karbamid ammoniy selitrasi (UAN);
  • Plastmassa va sintetik smola ishlab chiqarish jarayonlarida polimerlanish darajasini nazorat qilish;
  • Kolloid kremniy kislotasining suvli aralashmasi konsentratsiyasini oʻlchash;
• Tola va toʻqimachilik sanoati:
  • Yigiruv eritmalarining konsentratsiyasini nazorat qilish:
    • DMAC (dimetilasetamid)
    • DMF (dimetilformamid)
  • Kaprolaktam eritmalarining kontsentratsiyasini oʻlchash (poliamidlarni ishlab chiqarish uchun boshlangʻich material)
  • Polikarbonatlar
  • Tsellyuloza dori
• Oziq-ovqat va ichimliklar sanoati, biokimyo sanoati:
  • Lavlagi qand va qamish qand ishlab chiqarish;
  • Shakar isitgichining ishlashini nazorat qilish uchun shakar tarkibini doimiy oʻlchash;
  • Alkogolsiz ichimliklar va shirinliklar tarkibidagi shakar miqdorini doimiy ravishda oʻlchash;
  • Pivo ishlab chiqarishda xom sovuq wortni doimiy oʻlchash;
  • Yangi siqilgan sharobni oʻlchash;
  • Pivo tahlili (alkogol tarkibini oʻlchash);
  • Pastalar va quyuq moddalarni doimiy ravishda oʻlchash: (shakar siropi, shinni, asal, murabbo, sharob pyuresi);
  • Zardob mahsulotlari: Gidrometr Brix qattiq moddalarni oʻlchash, laktoza, jarayonni nazorat qilish;
  • Pektin.
• Neft va gaz sanoati:
  • Tabiiy gazni tashishda monoetilen glikolning suvli aralashmasi;
  • konsentratsiyasini nazorat qilish.
• Qogʻoz va yelim ishlab chiqarish:
  • Kraxmal konsentratsiyasi
  • Kraxmal va kazein asosidagi yopishtiruvchi moddalar tarkibidagi quruq moddalar
  • Yelim ishlab chiqarishda muammolarni hal qilish jarayonlarini nazorat qilish
• Farmatsevtika sanoati:
  • C vitamini ishlab chiqarishda askorbin kislota va setogulon kislotasi kontsentratsiyasini kuzatish
  • Nano gel
• Tadqiqot ishi, optika:
  • Kristal oʻsishi jarayonida konsentratsiyani oʻlchash
  • Maxsus tuzlash eritmalari yordamida jarayonni nazorat qilish
• Chiqindilarni tahlil qilish:
  • Suyuq muhitning loyqaligini kuzatish bilan birgalikda, masalan, qochqinlarni aniqlash uchun maksimal qattiq moddalar miqdorini oʻlchash (Brix darajalarida yoki massa boʻyicha foizlarda).

Gaz interferentsial refraktometrlari gazlar tarkibini aniqlash, xususan, shaxtalar havosidagi yonuvchi gazlar miqdorini aniqlash, gaz taʼminoti tarmoqlarida sizib chiqish joylarini qidirish va boshqalar uchun ishlatiladi.

Oftalmologiyada refraktometriya

Oftalmologiyada refraktometrlar (avtomatik kompyuter avtorefraktometrlar hozir qoʻllaniladi) yordamida inson koʻzining sinishi kuchi aniqlanadi, bu shifokorlar tomonidan miyopi, gipermetropiya va astigmatizm kabi kasalliklarni tashxislash uchun ham ishlatiladi.