Реферат на тему Рефрактометрия

Содержание:

Введение 3

1. Теоретические основы рефрактометрии 5

1.1. Рефрактометрические измерения 7

2. Применение рефрактометрии 11

2.1. Рефрактометрические детекторы 21

Заключение 25

Список литературы 27

Введение:

Нефть и нефтепродукты представляют собой сложные смеси

углеводородов и их гетеропроизводных. Анализ таких смесей с выделением

отдельных компонентов занимает довольно много времени. В связи с этим в

технологических расчетах при оценке качества сырья, продуктов

нефтепереработки и нефтехимии часто пользуют данные технического анализа, который заключается в установлении определенных физических, химических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов. Применяются различные методы, в совокупности позволяющие дать характеристику товарным свойствам нефтепродуктов в различных условиях эксплуатации, проследить их взаимосвязь с составом исследуемых продуктов, определить направления наиболее рационального их использования.

Можно выделить следующие методы, нашедшие широкое применение в промышленности: газовая хроматография, жидкостная хроматография, атомно-абсорбционная спектрометрия, фотометрия, люминесценция, капиллярный электрофорез, инфракрасная спектроскопия, электрохимия, классические методы анализа (титриметрия, гравиметрия), а также рефрактометрия. При проведении экспертизы, сертификационных испытаний велико значение и широка область применения и перспективы использования оптических методов анализа, позволяющих с большой точностью определять количество макро- или микроэлементов, в том числе токсичных, а также концентрацию других веществ.

Одним из методов количественного определения веществ является метод рефрактометрии. Преимуществами рефрактометрического метода являются его простота и относительно невысокая стоимость приборов для определения коэффициента преломления света Рефрактометрия широко распространена в самых различных областях химии и сопредельных наук. Она применяется в фармацевтическом, биохимическом анализе, анализе пищевых продуктов и т.д. Этот метод считается старейшим из применяемых в химии оптических методов исследования. Основываясь на величинах показателей преломления и плотности, Исаак Ньютон сделал интересные заключения о составе солей, этилового спирта и др. веществ.

В середине ΧVIII в. петербургским академиком – Иоганном Эйлером была выполнена серия измерений показателей преломления ряда жидкостей. Над конструкцией и усовершенствованием одного из первых рефрактометров работал Михаил Ломоносов с 1752 по 1762 г. Большую роль в распространении рефрактометрии сыграли работы немецких профессоров Аббе (1840-1905) и Пульфриха (1858-1927), создавших удобные конструкции рефрактометров, широко применяемых и в настоящее время.

Широкому распространению рефрактометрии в качестве одного из методов анализа способствовало ценное совмещение высокой точности, технической простоты и доступности. Показатель преломления принадлежит к числу немногих физических констант, которые можно измерить с очень высокой точностью и небольшой затратой времени, располагая лишь малым количеством вещества. Существующие рефрактометры позволяют определить показатель преломления с точностью порядка 10–4 -10–5, т.е. до 0,01 % и даже до 0,001% от измеряемой величины. Для этого требуется 0,05-0,5 г вещества, а вся процедура измерений сводится к снятию показаний по шкале и несложному расчету. Время, необходимое для измерения и проведения соответствующих расчетов, составляет всего несколько минут. Существенным достоинством метода является возможность автоматической регистрации показателей преломления.

Целью данной работы является изучение рефрактометрии.

В соответствии с поставленной целью, нужно решить ряд задач: рассмотреть основные теоретические аспекты понятия «рефрактометрия»; исследовать принцип работы рефрактометров; проанализировать применение рефрактометрии.

Объектом данной работы являются оптические методы анализа.

Предметом данной работы является: метод рефрактометрии.

Заключение:

Рефрактометрия — метод исследования веществ, основанный на определении показателя преломления (коэффициента рефракции) и некоторых его функций. Этот метод применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. Теоретическое исследование, проведенное в работе дает основные понятия метода рефрактометрии: показатель преломления — это отношение скоростей света в граничащих средах.

Широкому распространению рефрактометрии в качестве одного из методов анализа способствовало ценное совмещение высокой точности, технической простоты и доступности.

Для жидкостей и твердых тел показатель преломления определяют, как правило, относительно воздуха, для газов — относительно вакуума. Значения показателя преломления зависят от длины волны света и температуры. Например, показатель преломления при 20°С для D-линии спектра натрия (589 нм). Часто используют также линии С и F спектра водорода (соответственно 656 и 486 нм).

В случае газов необходимо учитывать зависимость показателя преломления от давления (указывать его или приводить данные к нормальному давлению). Анизотропные тела, одно- и двухосные кристаллы характеризуются соответственно двумя экстремальными или тремя значениями показателя преломления.

В работе говориться об использовании метода рефрактометрии и приборах для измерения показателя преломления. А также разновидности рефрактометров и принцип работы на них. Рефрактометрия широко применяется также для определения строения координационных соединений (комплексов молекулярного и хелатного типа), изучения водородной связи, идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.

Рефрактометрические методы анализа имеют ряд существенных достоинств, например, для измерения показателей требуется небольшой расход вещества, измерения можно проводить с высокой точностью. Именно этим объясняется то, что этот метод анализа применяется очень широко в разных областях науки и реального производства. Сейчас разработано довольно большое количество конструкций рефрактометров для различных групп материалов. Рефрактометры используют экспресс-анализов и для целей исследовательских разработок. Рефрактометры применяются для определения химических соединений и их концентрации, структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. В зависимости от назначения приборов рефрактометры разработаны стационарные, портативные и, погружные и проточные, ручные и автоматические.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретические основы рефрактометрии

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

Области применения этого метода: в пищевой промышленности для измерения содержания спирта в алкогольных продуктах, установления качества пищевых продуктов, в медицине и фармакологии для определения количества глюкозы в биологических жидкостях и лекарственных средств в растворах. Газовые интерференционные рефрактометры применяются для определения состава газов, в частности, для определения содержания горючих газов в воздухе шахт, поиска утечек в сетях газоснабжения.

Рефрактометрия (от лат. refractus — преломленный и греч. metreo — измеряю) — метод анализа, основанный на явлении преломления света при прохождении из одной среды в другую. Преломление света, то есть изменение его первоначального направления, обусловлено различной скоростью распределения света в различных средах. Преломление световых лучей на границе раздела двух различных оптических сред называют рефракцией (от лат. refractus — преломленный), она характеризуется показателем преломления.

Рефрактометрический метод анализа (рефрактометрия) основан на зависимости показателя преломления света от состава системы.

Такую зависимость устанавливают путём определения показателя преломления для стандартной серии растворов. По экспериментальным данным строят градуировочный график зависимости «показатель преломления – состав смеси», а затем, по графику и измеренному показателю преломления анализируемого раствора, определяют содержание вещества в нем.

Метод рефрактометрии применяют для количественного анализа бинарных, тройных и разнообразных сложных систем растворов.

Примером бинарных систем являются водные растворы спиртов, сахаров, глицерина, кислот, оснований, солей и др.

Достоинствами рефрактометрического анализа являются простота и быстрота определений, высока точность анализа (до сотых долей процента). Метод применяют для анализа разнообразных сложных систем: горючих и смазочных материалов, биологических и пищевых продуктов, лекарственных препаратов и др.

Рефрактометрия в основном используется для количественного анализа, но применяется и для качественного анализа, поскольку показатель преломления является индивидуальной характеристикой вещества. Присутствие в исследуемой системе примесей влияет на его значение, поэтому определение коэффициента преломления используют для установления степени чистоты вещества.

Рефрактометрическую идентификацию веществ проводят путём определения величин преломления и их физических характеристик (плотности, температуры кипения и т.д.). Полученные экспериментальные величины сравнивают с табличными и, таким образом, устанавливают природу веществ.

Явление преломления (отклонения) световых лучей от первоначального направления на границе раздела двух сред связано с различием в скорости распространения света в различных средах.

Преломление света оценивается абсолютным и относительным показателями преломления света.