IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Рефрактометрический метод анализа основан на определении зависимости коэффициента преломления от качественного и количественного состава исследуемой системы. Преломлением, или рефракцией, называют изменение направления прямолинейного распространения света при переходе его из одной оптически прозрачной среды в другую. Согласно закону преломления света, открытому в начале XVII века голландским математиком В. Снеллиусом, для сред, оптически однородных, отношение синусов углов падения  и преломления  есть величина постоянная, которая называется показателем преломления n второй среды по отношению к первой: n = sin α/sin β [1]. Преломление света характеризуется абсолютным и относительным показателями преломления. Абсолютный показатель преломления N для данной среды – это отношение скоростей распространения света в вакууме и среде. Относительный показатель n – это показатель преломления, измеренный относительно любой другой среды, кроме вакуума. Абсолютный показатель преломления при стандартных условиях в 1,00027 раз больше показателя преломления, измеренного по отношению к воздуху: N = 1,00027 ∙ n.

Коэффициент преломления определяется природой вещества, его химическим строением и зависит от длины волны света, температуры, плотности, концентрации, а для газов и от давления. С увеличением температуры увеличивается объем газообразных и жидких веществ, уменьшается плотность, уменьшается и показатель преломления. Измерение показателя преломления проводится при длине волны света 589,3 нм (линия D спектра натрия). Обязательным условием определения показателя преломления является соблюдение температурного режима. Обычно определение выполняется при 20±0,30^оС [1].

Рефрактометрия – это старейший оптический метод анализа, однако этот метод и в настоящее время достаточно широко используется в качестве метода идентификации индивидуальных веществ, их строения, а также в качестве метода контроля качества разнообразной, в том числе пищевой и фармацевтической, продукции. Рефрактометрию широко используют для анализа содержания углеводов в пищевых продуктах; для определения массовой доли сухих веществ в продуктах; сахарозы в сладкой консервной продукции, соках, патоке; жира в сливочном масле и продуктах кондитерского производства; лактозы в молоке; для измерения содержания спирта в алкогольных продуктах и др. Например, показатель преломления жиров характеризует их чистоту, насыщенность и степень окисленности, т.е. по его величине можно судить о природе и качестве масла [2].

Между показателем преломления двухкомпонентной гомогенной системы и ее составом в определенной области значений концентраций наблюдается прямолинейная зависимость. В рефрактометрии это используют для количественного анализа по методу градуировочного графика: измеряют показатели преломления ряда стандартных растворов с известной концентрацией с анализируемого компонента и строят график в координатах n = f(c). Затем измеряют показатели преломления исследуемого раствора и по графику определяют его концентрацию. Линейный характер зависимости n = f(c) наблюдается для большинства бинарных растворов сахара, спиртов, глицерина, кислот, оснований и солей [2].

Достоинствами метода рефрактометрии являются простота и доступность используемого оборудования, простота выполнения измерений, поэтому отсутствие необходимости в высококвалифицированном персонале; минимальное количество пробы, используемой при измерениях; экспрессность; экономичность. Недостатки метода – это его невысокая чувствительность и низкая селективность.

В работе методом рефрактометрии проведено экспериментальное определение содержания поваренной соли NaCl в образцах рассолов и сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁ в образцах компотов с использованием рефрактометра ИРФ-22. Для количественного рефрактометрического определения массовой доли NaCl и сахарозы в исследуемых образцах готовят серию стандартных водных растворов с массовой долей веществ от 1 до 10 % для построения градуировочного графика. Измеряют показатель преломления каждого раствора и строят градуировочный график на миллиметровой бумаге, откладывая на оси абсцисс массовую долю вещества в %, а на оси ординат – показатель преломления раствора. Измерив показатель преломления исследуемых образцов рассолов и компотов, по графику находят концентрацию NaCl и C₁₂H₂₂O₁₁.

Список литературы

1. Барковский В.Ф., Горелик С.М., Городенцева В.А. Физико-химические методы анализа. – М.: Высшая школа, 1972. – 344 с.

2. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: В 4-х кн. - Кн.2. Оптические методы анализа. – М.: КолосС, 2005. – 288 с.

Код для цитирования: Скопировать