Abbe refraktometri - Toshkent kimyo-texnologiya instituti shahrisabz filiali

|
Toshkent kimyo-texnologiya instituti shahrisabz filiali
|
bet | 3/8 | Sana | 12.12.2023 | Hajmi | 0,72 Mb. | | #117475 |
Bog'liq refraktometriyaAbbe refraktometri
Abbe refraktometridan foydalanish oson va uning narxi 3000–5000 dollarni tashkil qiladi. Asosan, u yuqori indeksli standart shisha yarim shardan pastki indeksli namunaga tarqaladigan yorug'lik uchun umumiy ichki aks ettirishni (kritik burchak) boshlash uchun zarur bo'lgan tushish burchagini o'lchaydi. Amalda, nurlarning osonroq hizalanishi tufayli, yorug'lik teskari yo'nalishda namuna va shisha yarim shar o'rtasidagi interfeysga tushadi ( 1-rasm ).
Ushbu asbob yordamida sinishi indeksini aniq o'lchash uchun namuna yuzasi va asbob prizmasining yuqori yuzasi o'rtasida yaxshi aloqa bo'lishi kerak. Ko'pincha, agar namuna yuzasi mukammal silliq va tekis bo'lmasa, singan signal sifatini yaxshilash uchun oz miqdorda indeksga mos keladigan suyuqlik ishlatiladi. Yog' ko'rsatkichi namunaga (yoki namuna indeksi butunlay noma'lum bo'lsa, prizmaga) yaqin bo'lishi uchun tanlanadi. Biroq, namuna indeksi o'lchanayotganda, yaxshi o'lchovni olish uchun indeks suyuqligi noma'lumga yaqinroq mos keladigan tarzda o'zgartirilishi kerak. Biz bu usulni faqat g'ovakli shisha namunalarini o'lchashda etishmayotganini topdik , chunki bu indeks mos keladigan moyning namuna bo'shliqlariga infiltratsiyasi .
O'lchov jarayoni namuna va prizma o'rtasidagi interfeys bilan o'tlash burchagida oq yorug'lik yoki monoxromatik yorug'lik nurini yuborishni o'z ichiga oladi. Keyin, teleskopning qo'lini turli burchaklarga moslashtirib, tergovchi yorug'lik maydonini qorong'u maydondan ajratib turadigan burchakni qidiradi. Bu tizimning kritik burchagi va u tenglamaga muvofiq namunaning sinishi indeksini beradi. (3.56b) .
Prizmaning sinishi indeksi odatda 1,6 dan 1,8 gacha, shuning uchun namuna ko'rsatkichi pastroq bo'lishi kerak. O'lchovning aniqligi ±2 × 10 −3 . O'lchov oralig'ini kengaytirish uchun turli indekslarga ega kalibrlangan prizmalardan foydalanish mumkin.
Sof kremniyli yadroli tolalarda yoydan kelib chiqqan uzoq muddatli panjaralar orqali suvning sho'rligini o'lchash
Suvning sho'rligini o'lchash uchun tayyorlangan panjaralarning ishlashini baholash uchun distillangan suv va etilen glikol aralashmalari bo'lgan uchta namuna tayyorlandi, shunda ularning sinishi ko'rsatkichlari 1,3325-1,3385 oralig'ida tushadi. Eng past qiymat natriy chiroqli Abbe refraktometri yordamida o'lchangan distillangan suvga to'g'ri keladi . Namunalarning sinishi indeksi 1,5 mkm bo'lishi mumkinKoshi tenglamasi yordamida , masalan, geliy-neon va argon lazerlari bilan refraktometrni yorituvchi aniqlangan tegishli parametrlar yordamida hisoblab chiqiladi . Biroq, turli xil to'lqin uzunliklarida o'lchanganida, turli xil namunalar orasidagi sinishi indeksining nisbiy farqi doimiy bo'lib qoladi.
Ma'lumki, berilgan namunaning sho'rligi va sindirish ko'rsatkichi o'rtasida chiziqli bog'liqlik mavjud (masalan, 2 - rasmga qarang ) va shuning uchun bundan buyon biz faqat sindirish ko'rsatkichi o'lchovlari haqida gapiramiz. Bunday o'lchovlarni amalga oshirish uchun tolalar panjaralarning egilishiga yo'l qo'ymaslik uchun 22,8 gf kuchlanish ostida saqlangan. Keng polosali optik manba va maksimal aniqlikka (0,05 nm) o'rnatilgan optik spektr analizatori (OSA) ma'lum bir rezonans yaqinidagi panjara spektrlarini ro'yxatga olish uchun ishlatilgan . Spektrlar suvga ko'milgan havodagi panjaralar va uchta suv-glikol aralashmasi namunalarida qayd etilgan (n 1 = 1,3345, n 2 = 1,336 va n 3 = 1,3385). Kontaminatsiyani oldini olish va harorat o'zgarishini kafolatlash uchun suyuqliklarni almashtirishda ehtiyot bo'lish kerak. 2-rasmda havoda ikki xil tolaga yozilgan va suvga botirilgan ikkita panjara spektrlari ko'rsatilgan.
Ko'rinib turibdiki, tashqi muhitning sinishi ko'rsatkichi oshib, spektr qisqaroq to'lqin uzunliklariga qarab harakat qiladi. Buni rezonans holatiga ko'ra, rezonans to'lqin uzunliklarining pasayishiga olib keladigan qoplamaning samarali sinishi indeksining oshishi orqali tushunish mumkin . Silika yadroli tolalar uchun siljish standart tolaga qaraganda uzoqroq. Bu qoplamani ftor bilan doping qilish natijasidir, bu uning sinishi indeksini pasaytiradi va shuning uchun qoplama va uning atrofidagi sinishi ko'rsatkichlari farqini kamaytiradi, bu esa panjara sezgirligini oshiradi . Sof kremniy yadroli tola uchun yuqori kiritish yo'qotilishi rejim maydonining mos kelmasligi bilan bog'liq.
3 va 4 -rasmlarda turli xil tashqi suyuqliklar uchun tolada induktsiya qilingan panjaraning uzatish zonasida sodir bo'lgan o'zgarishlar va ularning mos keladigan sinishi ko'rsatkichlari bilan uning rezonans to'lqin uzunligining siljishi ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, kichik qiziqish doirasi uchun siljish deyarli chiziqli. Tekshirilgan uchta tolalar uchun natijalar 1-jadvalda jamlangan.
3-rasm . Turli suyuqliklar uchun №1 tolada yozilgan panjaraning rezonans diapazoni uzatilishi.
4-rasm. Bir nechta tashqi sinishi ko'rsatkichlari uchun rezonans to'lqin uzunligi (1-tolada yozilgan panjara).
Refraktometrdan sanoat va tanlovda foydalanish Anjelo DePalma tomonidan
Refraktometrdan foydalanadi: suyuqliklarni sinishi indeksiga qarab tavsiflaydi - sinishi yorug'lik tezligining o'zgarishi tufayli sodir bo'ladi, chunki u bir zichlikdagi materialdan har xil zichlikdagi materialga o'tadi. Ta'rifga ko'ra vakuumning sindirish ko'rsatkichi 1 ga teng va eritma yoki sof suyuqlikning sinishi ko'rsatkichi tenglama bilan hisoblanadi:
Sinishi indeksi = vakuumdagi yorug'lik tezligi/modda orqali yorug'lik tezligi
Nur muhitdan sekinroq o'tadi: namunalar zichroq yoki ko'proq konsentrlangan bo'ladi. Demak, havoning sinishi ko'rsatkichi 1,000293, suvning sinishi indeksi 20C da 1,33298, benzolniki esa 1,501, anestetik Sevofluranning sinishi indeksi esa 1,2745 dan 1,270 gacha.
Sinishi indeksi Snell qonuniga asoslangan bo'lib, u ikki xil muhit, masalan, suyuq eritma va havo o'rtasidagi chegaraga tushadigan yorug'lik tushish burchagi va diffraktsiya burchagi o'rtasidagi munosabatni tavsiflaydi. Vikipediya sinishi indeksi va Snell qonuni haqida yaxshi ma'lumot beradi.
Suvga kirgan eshkak eshkak eshkak eshishini ko'rgan har bir kishi o'z ko'zi bilan singan bo'ladi. Bu hodisa yorug'lik to'lqinlarining havo bilan solishtirganda suv orqali sekinroq tarqalishidan kelib chiqadi. Tijorat refraktometrlari xuddi shu printsip asosida ishlaydi, garchi "egilish" darajasi aniq o'lchanadi.
Sinishi indeksi limon yog'i kabi sof moddalarning o'ziga xos, doimiy fizik xarakteristikasidir, lekin uning eng keng tarqalgan qo'llanilishi suvdagi erigan moddalar kontsentratsiyasini hisoblash uchundir. Suvdagi shakar miqdorini o'lchash ("brix") keng tarqalgan dastur hisoblanadi. 1-rasmda konsentratsiya qanchalik yuqori bo'lsa, sinishi indeksi shunchalik yuqori ekanligini ko'rsatadi.
Refraktometrdan foydalanish - to'lqin uzunligi va harorat
Refraktometriya o'lchovlari namunaga qo'llaniladigan yorug'lik to'lqin uzunligiga va namuna haroratiga juda bog'liq. Standart refraktometrlar 589,3 nanometr to'lqin uzunligidan foydalanadi (natriy D chizig'idan emissiyani yo'qotib qo'ying) va 20º C da o'lchovlarni amalga oshiradi. To'lqin uzunligi o'zgarmas bo'lsa-da, namuna harorati nazorat qilinmasa o'zgaradi va refraktometriya o'lchovlariga sezilarli ta'sir qiladi.
Suyuqliklar va eritmalar yuqori haroratlarda kamroq zichroq bo'ladi, shuning uchun yuqori haroratli namunalar orqali o'tadigan yorug'lik kamroq erigan (va erituvchi) molekulalariga duch keladi. Shuning uchun 25º C da sinishi indeksi 20º C dan bir oz pastroq bo'lishini kutish mumkin. Haroratni qoplashning usullaridan biri 20º C dan harorat o'zgarishi uchun raqamli tuzatishni qo'llashdir - ICUMSA
tuzatish jadvallariga asoslangan oqilona raqamli tuzatish sof nurlar uchun yaxshi ishlaydi Sinishi indeksi va harorat o'zgarishi o'rtasida chiziqli munosabatlar mavjud bo'lgan shakar va suv moddalari. Erigan modda qanchalik toza bo'lsa va namuna 20C dan uzoqroq bo'lsa, potentsial matematik xato shunchalik katta bo'ladi. Qo'llaniladigan haroratni to'g'rilashning eng keng tarqalgan formulasi ICUMSA tomonidan o'lchov va mos yozuvlar haroratidagi Sinishi indeksi o'rtasidagi farqni taxmin qiluvchi BRIX jadvalini yaratishda ishlab chiqilgan formuladir . Sinishi indeksi Tuzatish omillari barcha eritmalar va sof suyuqliklar uchun farq qiladi. Ba'zi yuqori darajadagi asboblar avtomatik ravishda tuzatish koeffitsientini qo'llaydi, bu avtomatik harorat kompensatsiyasi yoki avtomatlashtirilgan haroratni to'g'rilash deb nomlanuvchi xususiyatdir. Biroq, nostandart haroratlar uchun eng ishonchli yechim namunani 20º C ga qadar qizdirish yoki sovutish qobiliyatidir. Eng samarali tizimlar namunaning yuqoridan ham, pastidan ham isitish va sovutishni ta'minlaydi va Peltier isitish/sovutishni qo'llaydi. an'anaviy suv hammomi. Suv hammomiga texnik xizmat ko'rsatish ko'p vaqt talab qiladigan mashq bo'lib, vaqti-vaqti bilan suvni almashtirish va to'ldirish va suv o'tlari qo'shishni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, suv hammomining harorati o'lchash va kalibrlashni talab qiladi. Elektron Peltier haroratni nazorat qilish suv hammomlariga qaraganda ixchamroq bo'lib, haroratning yuqori aniqligini va tezroq muvozanatni ta'minlaydi. Spektroskopiyadan farqli o'laroq, moddalarni so'rilishi asosida aniqlay oladi, Refraktometriya faqat tahlil qilinadigan material ma'lum bo'lganda foydalidir. Masalan, bitta konsentratsiyadagi tuz eritmasi boshqa konsentratsiyali shakar eritmasi bilan bir xil sinishi indeksiga ega bo'lishi mumkin. Ushbu cheklovga qaramay, refraktometrlar sanoat va ilmiy laboratoriyalarda hamma joyda, ayniqsa sifat nazorati moslamalarida mavjud bo'lib, bu erda tez sinishi indeksini o'lchash mahsulotning spetsifikatsiyaga muvofiqligini ko'rsatadi.) Quyidagi ilovalar imkoniyatlar aysbergining uchi xolos:
|
| |