Лестницы. Входная группа. Материалы. Двери. Замки. Дизайн

Рефрактометр – это оптический инструмент, предназначенный для измерения концентрации растворов, в основе которого лежит явление преломление света.

Рефрактометрия ― это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.

Классификация :

1. Промышленные

2. Лабораторные

3. Портативные цифровые

4. Портативные ручные

Промышленные и лабораторные рефрактометры предназначены для исследования веществ в научных лабораториях и контроля технологических процессов на производстве. Они имеют высокую точность измерений но и сравнительно большие размеры.

Портативные рефрактометры предназначены для оперативного контроля веществ в лаборатории, на производстве или в полевых условиях. В свою очередь, портативные рефрактометры можно классифицировать на цифровые и ручные.

Портативные цифровые рефрактометры обычно имеют жидкокристаллический дисплей, на котором отображается полученные результаты измерений. Чаще всего они также обладают дополнительными опциями, такими как одновременное измерение плотности и коэффициента преломления раствора, преобразование результатов в различные единицы измерения, поддержание температуры образца и прочее.

Ручные (не цифровые) рефрактометры имеют обычно более компактные размеры и не имеют никаких электронных схем и элементов питания (за исключение некоторых моделей с подсветкой), что позволяет их с легкостью использовать для измерений не только на производстве, но и в домашних условиях. Сегодня такие рефрактометры очень популярны, благодаря своей точности, удобству эксплуатации, портативности и невысокой доступной цены.

На чём же основан принцип работы рефрактометра?

Принцип действия рефрактометра основывается на использовании явления рефракции (преломления) светового потока. При переходе луча света из одного вещества в другое он отклоняется от прямолинейного направления на некоторый угол. Соотношение угла вхождения светового луча в вещество и угла преломления его на границе раздела двух сред называется коэффициентом (показателем) преломления.

Строение типичного рефрактометра схематически изображено на рисунке ниже. Основным оптическим элементом рефрактометра является призма, на которую наносится исследуемое вещество. Призма состоит из материала с высоким показателем преломления.

Благодаря этому, падающий свет, проходя через вещество и призму, преломляется под достаточно большим углом. Далее, через систему оптических линз, свет попадает на шкалу рефрактометра (проградуированную окружность). В зависимости от угла преломления луч света оказывается выше или ниже на шкале прибора. Освещенная часть шкалы при этом будет светлой; та часть, на которую луч света не попадает, окажется темной. Величина угла преломления света зависит от состава раствора и его концентрации. Таким образом, по положению границы раздела между светом и тенью можно однозначно определить коэффициент преломления или оптическую плотность исследуемого раствора.

Нужно, однако, иметь ввиду, что показатель преломления вещества также зависит от температуры. Некоторые модели ручных рефрактометров учитывают влияние температуры с помощью функции ATC (Automatic Temperature Compensation System – система автоматической компенсации температуры). Внутри их корпуса находится биметаллическая пластина. Она сжимается или растягивается в зависимости от перепадов температуры. Биметаллическая пластина соединена с оптической системой рефрактометра, плавно передвигая ее при изменениях температуры. Величина сдвигов рассчитана так, что влияние температуры на коэффициент преломления вещества полностью компенсируется. При покупке рефрактометра обязательно обращайте внимание на наличие в нем функции АТС. В случае ее отсутствия, необходимо пользоваться специальными таблицами для пересчета полученных значений в зависимости от температуры окружающей среды.

Проведение измерений

Перед проведением измерений ручной рефрактометр необходимо откалибровать. Для калибровки большинства рефрактометров используется дистиллированная вода. На главную призму с помощью пипетки наносится несколько капель воды, затем закрывается защитное стекло. При этом нужно следить, чтобы вода под защитным стеклом равномерно покрыла поверхность призмы, не оставляя пузырьков воздуха. Далее с помощью калибровочного винта (или в случае с более простыми моделями калибровочной отвёртуи) на шкале прибора выставляется значение 0,0. После калибровки призму нужно аккуратно протереть мягкой тряпочкой (желательно использовать тряпочку для линз очков, её материал не повредит линзу рефрактометра). Теперь рефрактометр готов к измерениям. Если шкала рефрактометра начинается не с нуля (0 это дистиллированная вода), то рефрактометр калибруется по специальному маслу.

Для проведения измерений производятся те же действия, что и при калибровке, но вместо дистиллированной воды на призму прибора наносится исследуемый раствор. Калибровочный винт при этом остается в своем первоначальном положении. После нанесения раствора необходимо подождать 30 секунд для того, чтобы температура раствора сравнялась с температурой прибора. Затем рефрактометр направляют на источник света (дневной свет или лампа накаливания) и снимают показания.

После проведения измерений призму снова нужно протереть мягкой тряпочкой. Ручной рефрактометр нельзя опускать в воду; это может привести к попаданию воды внутрь прибора и затуманиванию шкалы. Не измеряйте рефрактометром жесткие или коррозийные вещества, так как они могут повредить покрытие призмы. Также не измеряйте и очень горячие растворы, так как главная линза может отклеится. Для большинства рефрактометров температурный придел 50С.

Применение рефрактометров

Рефрактометры широко используются в различных областях человеческой деятельности. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространённых сфер применения рефрактометров:

В пищевой промышленности:

1. контроль качества ;

2. определение массовой доли растворимых сухих веществ в продуктах переработки плодов и овощей;

В медицине:

1. определение белка в сыворотке крови;

2. определение плотности мочи, субретинальной жидкости глаза;

Процесс измерения концентрации различных веществ методом измерения преломления и определения коэффициента преломления получил своё название - рефрактометрия . Приборы, использующие в своей работе принцип рефрактометрии, называются рефрактометрами. Широкое применение рефрактометры получили в разных промышленностях: для идентификации химических соединений, определения физико-химических параметров, для количественного и структурного анализа. В пищевой промышленности - для измерения содержания спирта в алкогольных продуктах, контроля содержания сахара в сахарном производстве - в общем, для установления качества пищевых продуктов. В фармакологии рефрактометры применяются для определения количества глюкозы в биологических жидкостях и лекарственных средств в растворах. Достоинства рефрактометрических методов химического количественного анализа - быстрота измерений, малый расход вещества и высокая точность.

Задача работы: Рефрактометрический метод как метод анализа лекарственных веществ. Актуальность использования рефрактометров и поляриметров ATAGO в фармацевтике и, как частное, – в аптеках.

Теоретическая часть.

Показателем преломления (индексом рефракции) называют отношение скорости света в вакууме к скорости света в испытуемом веществе (абсолютный показатель преломления). Показатель преломления зависит от температуры и длины волны света, при которой проводят определение. В растворах показатель преломления зависит также от концентрации вещества и природы растворителя. При этом на практике определяют так называемый относительный показатель преломления (n), который рассчитывается как отношение синуса угла падения луча (α) к синусу угла преломления (β) для двух соприкасающихся сред.

Показатель преломления также равен отношению скоростей распространения света в этих средах:

В лабораторных условиях обычно определяют так называемый относительный показатель преломления (ПП) вещества по отношению к воздуху. ПП измеряют на рефрактометрах различных систем. Раньше измерение ПП чаще всего производилось с использованием рефрактометров Аббе , работающего по принципу полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с различными показателями преломления. В настоящее время в лаборатории всё чаще можно встретить автоматические рефрактометры ATAGO серии RX.

Диапазон измеряемых ПП при измерении в проходящем свете с использованием рефрактометров Аббе , – 1.3000 – 1.7000. Если необходимо раздвинуть границы диапазонов, применяют специальные модели с низкики или высокими диапазонами, а также многоволновые рефрактометры Аббе.

Диапазон измеряемых ПП при измерении на автоматических рефрактометрах серии RX – 1.32500 – 1.70000. Точность измерения показателя преломления должна быть не ниже ±2·10-4. Величина показателя преломления зависит от природы вещества, длины волны света, температуры, при которой проводится измерение, и концентрации вещества в растворе. Обычно измерение показателя преломления проводится при длине волны света 589,3 нм (линия D спектра натрия). Но в некоторых случаях используются разные длины волн в диапазоне от 450нм до 1550нм. Очень важным условием определения ПП является соблюдение температурного режима. Как правило, определение выполняется при 20 градусах по шкале Цельсия. При температуре свыше 20 градусов - величина ПП уменьшается, при температуре ниже 20 градусов – величина ПП увеличивается.

Поправка на температуру рассчитывается по формуле: n1=n20+(20-T)*0,0002

Показатель преломления, измеренный при 20°С и длине волны света 589,3 нм, обозначается индексом n20. Показатель преломления может быть использован как константа для установления подлинности и чистоты тех лекарственных препаратов, которые по своей природе являются жидкостями. Рефрактометрический метод широко используется в фармацевтическом анализе для количественного определения концентрации веществ в растворе, которую находят по графику зависимости показателя преломления раствора от концентрации. На графике выбирают интервал концентраций, в котором наблюдается линейная зависимость между показателем преломления и концентрацией. Такой способ может использоваться в практике внутриаптечного контроля.

Зависимость показателя преломления от концентрации вещества в процентах выражается формулой:

где n и n0 - показатели преломления раствора и растворителя; С - концентрация вещества в растворе; F - фактор показателя преломления.

Показатель преломления раствора складывается из показателя преломления растворителя и показателей преломления растворенных веществ.
Значения показателей преломления и факторов для различных концентраций растворов лекарственных веществ приведены в рефрактометрических таблицах, которые имеются в руководстве по внутриаптечному контролю. Использование таблиц значительно упрощает расчёты.

Определение концентрации вещества в растворе.

В рефрактометрии используют два способа расчёта концентрации вещества в растворе по измеренному показателю преломления.

Расчет концентрации по формуле:

Значение фактора показателя преломления берется из рефрактометрических таблиц.

Расчет концентрации по рефрактометрическим таблицам.

Измерив показатель преломления, в таблице находят соответствующее ему значение концентрации. Если измеренный показатель преломления в таблице не приведен, проводится интерполирование. Рефрактометрический метод используется для количественного определения концентрированных растворов. Концентрированные растворы - это рабочие растворы лекарственных веществ (ЛВ) опредёленной, более высокой концентрации, чем эти растворы прописываются в аптеках.
При приготовлении концентрированных растворов следует избегать концентраций близких к насыщенным, т.к. при понижении температуры раствора возможна кристаллизация растворённого вещества.

Отклонения, допускаемые в концентратах:

• при содержании ЛВ до 20% - не более ± 2% от обозначенного процента;
• при содержании ЛВ свыше 20% - не более ± 1% от обозначенного процента (Пр. МЗ РФ от 16.10.97).

Формулы расчёта для исправления концентрации растворов, изготовленных массообъёмным способом.

1) Концентрация раствора оказалась выше требуемой.

Объем воды, необходимый для разбавления полученного раствора, вычисляют по формуле:

где Х - количество воды, необходимое для разбавления изготовленного раствора (мл.); А - объём изготовленного раствора (мл.); В - требуемая концентрация раствора (%); С - фактическая концентрация раствора (%).

2) Концентрация раствора оказалась ниже требуемой.

Массу ЛВ для укрепления полученного раствора вычисляют по формуле:

где Х - масса вещества, которую следует добавить к раствору (г); А - объем изготовленного раствора (мл.); В - требуемая концентрация раствора (%); С - фактическая концентрация раствора (%); ρ20 - плотность раствора при 20°С (г/мл, г/см3)

Рефрактометры, лучше всего подходящие для аптек: рефрактометры типа Аббе, серия NAR/DR-A1, ATAGO.

Рефрактометры серии NAR или DR-A1 предназначены для измерения показателя преломления и средней дисперсии неагрессивных жидкостей. Это очень качественный приборы. Простые в обслуживании. Минимальны в содержании. Фактически расходный материал для этих рефрактометров – лампочка (источник света). Рефрактометры ATAGO серии NAR или DR-A1 применяются:

1. В медицинских учреждениях для определения белка в моче, сыворотке крови, плотности мочи, анализ мозговой и суставной жидкости, плотности субретинальной и других жидкостей глаза. Использование рефрактометра позволяет значительно сократить затраты времени при массовых обследованиях пациентов.
2. В пищевой промышленности используют рефрактометры ATAGO на сахарных и хлебных заводах, кондитерских фабриках для анализа продуктов и сырья, полуфабрикатов, кулинарных и мучных изделий, для определения влажности меда (до 30 %). В производстве сахара широкое применение получили поляриметры АТАГО. Поляриметры на сахарном заводе измеряют концентрацию и чистоту сахара в сахарной свекле или сахарном тростнике на этапе приемки сырья.

Для определения доли сухих веществ в различных суслах (ГОСТ 5900-73), сахароагаровом сиропе, сиропе для мармелада, зефира, кремов и пряников.

Для определение массовой доли растворимых сухих веществ по сахарозе (% Brix) в продуктах переработки плодов и овощей, для определения процентного содержания жира в твёрдых продуктах питания (пряниках, вафлях или хлебобулочных изделиях) концентрации солей.

4.При обслуживании техники применяются рефрактометры ATAGO для определения с большей точностью объёмной концентрации противокристаллизационной жидкости "ИМ", которая добавляется в авиационное топливо в количестве от 0,1 до 0,3%. Дальнейшая обработка результатов ведется согласно "Методическим рекомендациям по анализу качества ГСМ в гражданской авиации" Ч. II стр.159. Опыт использования рефрактометров показал, что эти приборы значительно сокращают время и повышают достоверность получения анализов по процентному содержанию жидкости "ИМ" в авиационном топливе.

Автоматические рефрактометры серии RX, ATAGO.

Автоматический лабораторный рефрактометры серии RX с микропроцессорным управлением предназначены для исследования концентрации широкого диапазона жидких сред как низкой, так и высокой вязкости, независимо от прозрачности и цвета. Серия RX обеспечивают высокую точность измерения, точный контроль за температурой. Весь процесс измерения (нагрев/охлаждение) проходит в автоматическом режиме. Достаточно просто нажать клавишу Старт. Прибор автоматически измеряет коэффициент преломления образца раствора, вычисляет его концентрацию и представляет результат на цифровом ЖК-экране. Серия RX-I снабжен экраном, который выполнен по технологии «Тач скрин» - сенсорный экран, всё управление прибором осуществляется с экрана. Автоматические рефрактометры серии RX могут как нагревать/охлаждать образец за счет встроенных элементов Пельтье, так и использовать функцию автоматической температурной компенсации при проведении измерения. Идеальный прибор для фармацевтов из этой серии - автоматический рефрактометр RX-9000-i и RX-5000-i Plus .

Определение концентрации спирта в лекарственных формах рефрактометрическим методом.

Спирт этиловый (этанол, Spiritus aethylicus) - один из наиболее широко используемых органических растворителей в медицинской и фармацевтической практике. Этанол обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами. Широко используется для получения настоек, экстрактов, лекарственных форм для наружного применения. Качество спиртовых растворов зависит от концентрации спирта, в котором растворён препарат. В каждом случае необходима оптимальная концентрация, при которой лекарственное вещество не выделится в осадок. Поэтому готовятся водно-спиртовые растворы с различной концентрацией спирта. Количественное содержание этилового спирта легко определяется рефрактометрическим методом. Существует чёткая зависимость между концентрацией этилового спирта и коэффициентом преломления. Известно, что показатель преломления зависит от температуры, длины волны света, природы вещества и растворителя, концентрации вещества. Так вот показатель преломления водных растворов спирта от 1% до 70% имеет линейную характеристику, а значит можно легко измерить концентрацию рефрактометром. АТАГО производит специальные рефрактометры для измерения концентрации спирта. В общем, это обыкновенные рефрактометры, но в процессор «вшит» специальный поправочный коэффициент, позволяющий отображать на дисплее сразу же концентрацию водно-спиртового раствора, минуя показатель преломления. При концентрации от 70% до 96% - зависимость нелинейная. Таким образом, рефрактометрическим методом можно определить крепость спирта в пределах от 1% до 70%.

Практическая часть.

Рассмотрим применение рефрактометров при изготовлении и анализе раствора глицерина 10% для инъекций: Раствор глицерина 10% Глицерина (в пересчете на безводный) 100 г
1. Натрия хлорид 9,0 г. Воды до 1л.

Изготовление. От поставщиков покупается глицерин (высший сорт, динамитный) с количественным содержанием 86-90%, 94-98% и более. Поэтому, чтобы рассчитать количество исходного глицерина, необходимо точно знать, какова в нем массовая доля безводного вещества. Для точного измерения концентрации глицерина применяют рефрактометр. Показатель преломления исходного глицерина n=1,4569 соответствует массовой доле безводного вещества 89%. Исходное количество глицерина, которое требуется для изготовления раствора, по прописи 68:

2. Масса глицерина = 100 г./ 0,89 = 112,36 г.

Количественное определение глицерина в растворе. Вычисляем концентрацию глицерина: Сглиц = / Fглиц

где n - показатель преломления раствора; n0 - показатель преломления воды очищенной, измеренный при той же температуре; СNaCl - концентрация натрия хлорида в растворе, определенная методом аргентометрии; FNaCl - фактор показателя преломления раствора натрия хлорида для найденной концентрации; Fглиц - фактор преломления 10% раствора глицерина (0, 001156).

В фармацевтической промышленности рефрактометры ATAGO могут применяться для исследования водных растворов различных лекарственных препаратов: кальция хлорида (0% и 20%); новокаина (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); эфедрина (5%); глюкозы (5%, 25%, 40%); магния сульфата (25%); натрия хлорида (10%); кордиамина и т.д.

Примечание:

Если для одного из веществ, входящих в раствор, фактор показателя преломления неизвестен или незначительная его концентрация не позволяет получить точных данных, то готовят контрольный раствор, содержащий это вещество в той концентрации, которая была определена титрометрическим методом.

Рефрактометры и поляриметры японской фирмы ATAGO нашли применение во всех отраслях промышленности РФ. Рефрактометры и поляриметры АТАГО внесены в госреестр средств измерений РФ. Это позволяет применять приборы АТАГО в самых жёстко контроллируемых сферах производств - таких, как, например, фармацевтика.

Также оно используется во время коррекции зрения при помощи очков или контактных линз.

Что представляет собой прибор и по какому принципу работает

Устройство – это законченная система преобразования и регистрации инфракрасного излучения. На основании таких показателей отраженного излучения, как интенсивность и длина волны, специальная программа прибора проводит расчеты. В результатах расшифровки будет указана рефракция (преломляющая способность) оптических сред глаза.

Чтобы понять, для чего исследование используется в офтальмологии, следует знать устройство и основные принципы действия рефрактометра.

Они основаны на таких ключевых моментах:

• образование тонкого пучка инфракрасного излучения, который направляется через оптические среды глаза человека;
• прохождение инфракрасного излучения через все оптические среды глазного яблока и отражение его от сетчатки глаза;
• обратное прохождение инфракрасного излучения через оптические среды;
• регистрация силы и длины волны отраженного инфракрасного излучения.

В каких случаях используется

Выделяется несколько медицинских показаний для проведения исследования с помощью специального автоматического анализатора:

• • Дальнозоркость (гиперметропия) . Фокусировка в состоянии покоя аккомодации происходит за сетчаткой глаза.
  • Близорукость (миопия) . В состоянии покоя фокус формируется не на сетчатке, а перед ней.
  • Астигматизм . Нарушение рефракции, связанное с дефектами хрусталика, роговицы или других оптических сред. При этом фокус предмета частично попадает на сетчатку, а частично формируется за или перед ней.

Также исследование с использованием рефрактометра необходимо при консервативных методах коррекции зрения. В обязательном порядке обследование на приборе назначается при ношении и , чтобы контролировать ход лечения.

Как проводится обследование с помощью рефрактометра

Проведение рефрактометрии является амбулаторной процедурой, которая выполняется в условиях специально оборудованного кабинета. Обследование проводится бесконтактным путем, поэтому не требует от медицинского персонала предварительной подготовки с соблюдением правил асептики и антисептики.

Для получения достоверного результата, а также исключения погрешностей, предварительно выполняется расширение зрачка с использованием лекарственного средства атропин. Оно относится к фармакологической группе М-холиноблокаторов и приводит к временному параличу мышцы глаза, сужающие зрачок.

Атропин в форме глазных капель назначается за 3 дня до предполагаемого исследования. Глаза закапывают 2 раза в сутки через примерно одинаковые промежутки времени (утром и вечером).

Во время процедуры пациент располагается на стуле перед прибором, а головой упирается в специальный ограничитель. Врач просит сосредоточить взгляд на датчиках и не двигаться.

После начала работы прибора датчики испускают инфракрасное излучение, которое отражается от сетчатки глаза, проходит обратно и регистрируется. Длительность исследования при помощи автоматического рефрактометра не превышает двух минут для каждого глаза.

Расшифровка результатов

После проведения обследования при помощи автоматического аппарата он выдает распечатку, в которой отображены основные показатели в виде буквенных значений и цифр.

Они имеют следующую расшифровку:

• SPH («сфера») – информация о типе нарушения рефракции (близорукость, дальнозоркость, астигматизм). Для правого глаза показатель должен быть на уровне 4,00, для левого – 3,25.
• CYL («цилиндр») – данные, дающие возможность подобрать тип линз для коррекции нарушений рефракции глаза. Правый глаз – 1,75, левый – 2,25.
• AXIS – цифры, которые показывают угол установки корригирующей линзы. Правый глаз – 14, левый – 179.
• PD – расстояние меду зрачками, которое учитывается при подборе линз.

Количество показателей зависит от конкретной модели офтальмологического автоматического рефрактометра, который использовался для проведения обследования.

Обследование, которое проводится с помощью рефрактометрического прибора, помогает избежать врачебных ошибок и точно установить диагноз. Это экономит время врача и пациента. А благодаря бесконтактности рефрактометрии также позволяет устранить физический дискомфорт для больного.

Полезное видео про авторефрактометрию

Список источников:

• Стороженко И.П., Тиманюк В.А, Животова Е.Н. Методы рефрактометрии и поляриметрии. – Х.: Изд-во НФаУ, 2012. – с. 23, 32

Рефрактометрия, выполняющаяся с помощью рефрактометров, является одним из распространённых методов идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.

Рефрактометр для фармацевтической промышленности и медицины:

• контролировать концентрацию и чистоту реагентов (к примеру - аскорбиновой кислоты и цетогулоновой кислоты при производстве витамина С);
• контролировать чистоту синтезированных лекарств (и прочих продуктов тонкого органического синтеза);
• в больницах и аптеках: анализировать качество лекарств в соответствии со стандартами фармакопей; ГОСТом; внутренними стандартами;
• в медицинских лабораториях и клинических исследованиях: анализировать тканевые жидкости, секреты, экстракты, растворы белков, качество реагентов

Рефрактометр для химической промышленности, НИИ и ВУЗов:

• контролировать качество реагентов, промежуточных и конечных продуктов; характеризовать новые синтезированные вещества; измерять концентрацию:
• контролировать степень полимеризации в процессах производства пластмассы и синтетической смолы
• измерять концентрацию водной смеси коллоидной кремниевой кислоты
• измерять концентрацию во время роста кристаллов
• определять концентрацию кислот (уксусной, серной, соляной и проч.); растворимых солей металлов (сульфатов, хлоридов, фосфатов и проч.); органических растворителей (спиртов, гликолей, аминов, пирролидонов и проч.) в бинарных растворах, а также при ректификации или регенерации растворителей;

Рефрактометр для пищевой и биохимической промышленности:

• контролировать качество при производстве и анализе соевого молока, соусов, кетчупов, майонезов, консервированных сиропов, супов, горчицы, детского питания, меда, желе, джемов, мороженого и прочих продуктов:
• контролировать концентрацию и чистоту растворов сахарозы при производстве сахара (% Brix, % RDS, чистота);
• непрерывно анализировать состав паст и густых веществ: мелассы, меда, пюре, джема, пектина;
• управлять технологическим процессом производства молочных продуктов, измеряя концентрацию лактозы и содержание сухих веществ по ареометру Брикса;
• анализировать продукты и сырье, полуфабрикаты, кондитерские и мучные изделия;
• контролировать качество и состав вкусо-ароматических добавок

Рефрактометр для производства напитков:

• анализировать состав и контролировать качество пива, сусла, фруктовых соков, экстракта кофе, напитков на лактозе, газированных напитков, сиропов
• непрерывно измерять сахаристость в безалкогольных напитках и сладостях;
• непрерывно измерять исходное холодное сусло при производстве пива;
• измерить свежеотжатое винное сусло (°Öchsle) и виноградный сок;
• анализировать пиво (измерение содержания алкоголя, сусла и исходного сусла) (в сочетании с измерением плотности)

Рефрактометр для косметической промышленности:

• анализировать качество кремов, парфюмерии, эмульсий, воска, шампуней, лосьонов, моющих средств

Рефрактометр для авиационной промышленности:

• измерять концентрацию ингибитора замерзания топлива (монометилового эфира диэтиленгликоля, DiEGME) в авиационном топливе

Рефрактометр для автомобильной промышленности:

• измерять содержание антифриза в охлаждающей жидкости; проверить аккумулятор

Рефрактометр для поизводства волокна и текстильной промышленности:

• контролировать концентрацию прядильных растворов, растворов капролактама, поликарбонатов и прядильного раствора из целлюлозы

Рефрактометр для газовой и нефтехимической промышленности:

• анализировать состав масел, смазок, воска, смазочных масел, твердых масел. При транспортировке природного газа - контролировать концентрацию водной смеси моноэтиленгликоля

Рефрактометр для создания и производства конструкционных материалов:

• анализировать гипс, песок, добавки к антифризам, искусственные состариватели, концентраты

Рефрактометр для металло индустрии:

• анализировать состав и качество охлаждающих смазок

Рефрактометр для производства бумаги и клея:

• определить концентрацию крахмалов и содержание сухих веществ в клеях на основе крахмала и казеина

Рефрактометр для экологического мониторинга:

• измерять максимальное содержание сухого остатка в сточных водах (в градусах Brix или % по массе) в сочетании с контролем мутности жидкой среды с целью обнаружения утечек.

В данной работе используется рефрактометр Аббе, действие которого основано на измерении предельного угла преломления. Оптическая схема рефрактометра приведена на рис. 4. Исследуемый раствор помещают между плоскостями двух призм - осветительной 3 и измерительной 4 , изготовленных из стекла с большим показателем преломления (n = 1.9 ). Большой показатель преломления измерительной призмы позволяет сохранять условиеn p < n ст для большого диапазона плотностей измеряемых жидкостей. Шкала прибора проградуирована до значения n p =1.7 .От источника 1 пучок света направляется конденсором 2 на входную грань осветительной призмы. Пройдя осветительную призму 3, свет падает на матовую гипотенузную грань АВ данной призмы, граничащую с тонким слоем исследуемой жидкости. Матовая поверхность имеет неровности, размеры которых составляют несколько длин волн. Свет рассеивается на этих неровностях по всей поверхности и, пройдя через тонкий слой раствора, падает на границу раздела “раствор-стекло” под всевозможными углами падения, т.е. угол падения изменяется в пределах от 0 0 до 90 0 .

На зеркальной гипотенузной граниCD измерительной призмы 4 свет преломляется (размеры неровностей на этой грани меньше длины волны). Вследствие того, чтоn p < n ст , угол преломления изменяется в пределах отнуля до γ пр . Под угламиγ > γ пр излучение не наблюдается. Таким образом, при угле преломления, равном γ пр , возникает граница свет – тень. Величина n p определяется из соотношения sin γ пр = n p / n ст , где величина n ст известна.

Ход лучей света при выходе его из измерительной призмы легко учитывается при градуировке прибора т. к. преломление света происходит на границе “стекло-воздух”, причем показатели преломления обеих сред известны. Угол преломления света на этой границе не влияет на точность измеренияn p .

Благодаря засветке всего слоя раствора граница света и тени наблюдается достаточно резко. Поэтому, настраивая прибор к работе, свет от осветителя нужно направить на призму так, чтобы он равномерно осветил всю поверхность грани АВ рассеивающей призмы. Для определения угла, под которым выходят лучи из измерительной призмы, используется зрительная труба, образованная объективом 6 и окуляром 9, свет в которую поступает через систему призм прямого зрения 5 . При этом используется то свойство зрительной трубы, что лучи, идущие к ней параллельно её оси, собираются в заднем фокусе, где помещена прозрачная пластинка 7 с нанесенным на ней перекрестием сетки. Перекрестие точно совпадает с фокусом.

Рис. 4. Ход лучей в рефрактометре при измерении показателя преломления методом скользящего луча.

Оптическая схема прибора: 1-источник света, 2-конденсор, 3-осветительная призма, 4-измерительная призма, 5-призма прямого зрения, 6-объектив зрительной трубы, 7-сетка с перекрестием, 8-шкала, 9-окуляр зрительной трубы, 10-поле зрения окуляра.

Призмы прямого зрения и зрительная труба жёстко связаны между собой и могут поворачиваться относительно измерительной призмы. Угол поворота измеряется по неподвижной шкале 8, расположенной в общей фокальной плоскости объектива и окуляра. Шкала проградуирована в значениях показателя преломления исследуемого раствора на основании формулы (6). Осуществляя поворот зрительной трубы, можно установить её ось параллельно лучам, преломившимся на граниCD под предельным углом γ пр . При этом в поле зрения окуляра будут наблюдаться светлая и тёмная области, граница между которыми будет совпадать с перекрестием. Светлая область образована лучами, преломлёнными на граниCD под углами, меньшими предельного, а тёмная область возникает из-за отсутствия лучей, идущих под углами, большими предельного. Положение границы света и тени, образованной лучами, преломлёнными под предельным углом, укажет на шкале 8 искомую величину показателя преломления раствора.

Источник света 1 не является монохроматическим. Поэтому вследствие дисперсии как исследуемого вещества, так и материала измерительной призмы, (зависимости их показателей преломления от длины волны света), граница света и тени, наблюдаемая в зрительную трубу, оказывается размытой и окрашенной. Для устранения этого эффекта используются призмы прямого зрения 5 , образующие дисперсионный компенсатор. Призмы рассчитаны так, чтобы лучи с длиной волны λ D = 589,3 нм (среднее значение длины волны натрия) не отклонялись при прохождении через них. При повороте одной призмы относительно другой их суммарная дисперсия изменяется, что позволяет скомпенсировать различие в углах выхода лучей с различными длинами волн из измерительной призмы и направить их в зрительную трубу параллельно лучам с длиной волны λ D . Граница света и тени при этом получается резкой, неокрашенной и даёт значение показателя преломления исследуемого раствора n D на длине волны λ D .