Физикавий кимё фанидан

Суюқликнинг солиштирма (моляр) рефракциясини ўлчаш

Солиштирма (моляр) рефракцияни аниқлаш учун текширилаётган моддаларнинг зичлигини ва синдириш кўрсаткичини топиш


4- расм. Пикнометр. 5-расм Нурнинг шиша (А) – суюқлик (В)
чегара сиртида синиши.

Суюқликнинг зичлигини турли хилдаги пикнометр-лар ёрдамида аниқланади (3- расм). Бунинг учун олдиндан тортилган қуруқ пикнометр дистилланган сув билан тўлдирилади ва термостага жойлаштирил-ди. Термостатда ушлаб тургандан кейин (5 мин) пикнометрдаги сув сатҳи белгисигача келтирилади, бунда пикнометрни термо-статдан чикарилмайди. Агар сувнинг сатҳи белгисидан юқорироқ бўлиб қолса, унинг ортиқча миқдорини фильтр қоғоз билан артилади ва 5-10 мин ўтгандан сўнг аналитик тарозида тортилади. Худди шу амалларни текширилаёган суюқлик билан ҳам бажарилади.

Суюқликнинг зичлигини (г/см³) қуйидаги тенгламадан топилади:
(9)
Бу ерда g_o g₁ ва g₂ – бўш пикнометрнинг, пикнометр билан сувнинг ва текширилаётган суюқликнинг массалари, г; термостат ҳароратидаги сувнинг зичлиги, г/см³.
Зичлик 3 марта аниқланади ёки бир вақтнинг ўзида бир неча пикнометрларда ўлчашлар олиб борилади ва вергулдан кейинги учунчи белгигача аниқлиқда ўртача арифметик қиймат олинади.
Турли рефрактометрлар ёрдамида суюқлик билан шиша орасидаги чегаравий бурчакни ўлчаш орқали синдириш кўрсатичи аниқланади.
Маълумки, ёруғлик тезлиги муҳитнинг зичлигига боғлиқ. Муҳит қанчалик зич бўлса, унда ёруғликнинг тарқалиш тезлиги шунчалик кичик бўлади. Турли зичликдаги муҳитларнинг чегара сиртига нур тушганда ёруғликнинг тезлиги ўзгаради. Иккита А ва В муҳитларнинг чегара сиртига нур тушаётган бўлсин (4 - расм), бунда А муҳит (масалан, шиша) В муҳитдан (суюқлик) оптик жиҳатидан зичроқ. Унда:

Бу ерда - тушиш бурчаги; - синиш бурчаги; ва В муҳитлардаги ёруғлик тезлиги; ва В муҳитларнинг ҳавога нисбатан синдириш кўрсаткичлари.
бўлган учун, бурчак етарли даражада катталаштирилганида, бурчак 90^{0 га} тенг етарли даражада катталаштирилганида, бурчак 90⁰ га тенг бўлиб қолиши мумкин ва у ҳолда ёруғлик нури муҳитларнинг чегара сирти бўйича сирпана бошлайди. бурчакни янада катталаштирилганда нур В муҳитдан қайтади. Бу ҳодиса тўлиқ ички қайтиш дейилади, у содир бўладиган тушиш бурчаги эса, чегаравий тушиш бурчаги деб аталади. Агар бурчак ва бўлса, суюқликнинг синдириш кўрсатикичи:

Синдириш кўрсаткичларни аниқлаш учун кўпинча Аббе ёки Пульфрих рефрактометрлари ишлатилади. Аббе рефрактометрининг тузилиши 5, а –расмда схематик равишда кўрсатилган. Рефрактометрнинг асосий қисмлари АВС ва ДЕF тўғри бурчакли иккита призмалардан ва чегаравий тушиш бурчагини аниқлайдиган (1) кўриш найдан иборатдир. Кўриш найига (2)компенсатор жойлаштирилган бўлиб, у спектр ҳосил бўлишининг олдини олади. Призмалар шундай тузилганки, уларнинг орасида очиқ жой бўлиб, унга (3)текширилаётган суюқлик солинади.
Рефрактометрдаги нурларнинг йўлини нур мисолида кузатиш мумкин. нур О кўзгудан қайтиб, АВС призмадан, текширилаётган суюқликнинг юпқа қаватидан – ДЕF призмадан ўтади ва кўриш найига боради. Призмалар орасидаги суюқлик қавати юпқа параллел, иккала призманинг синдириш кўрсаткичи эса бир хил бўлгани учун, нурнинг АВС призманинг сиртига тушиш бурчаги ( ) нурнинг ВЕF призмадан чиқиш бурчагига ( ) тенгдир. Бошқача айтганда, нур призмалардан ва текширилаётган моддадан ўтиб, ўзининг йўналишини ўзгартирмайди.
тушиш бурчаги кичрайиши билан текширилаётган модданинг сиртига тушаётган ’ бурчаги ортади. Агар ’ бурчак чегаравий тушиш бурчаги тенг бўлиб қолса, унда нур кўриш найига бориб тушмайди.
нурнинг суюқликнинг юпқа параллел қаватига тушиш бурчаги чегаравий қийматга жуда яқин дейлик. У ҳолда АВС призманинг қиррасига нурнинг тушиш бурчагига нисбатан кичик бурчак остида тушаётган нурлар тўлиқ ички қайтади ва кўриш найига тушмайди. Бундан ташқари «яхши бурчакларда» тушувчи нурлар ҳам, агар улар нурда чапда бўлса, кўриш найига тушмайди, чунки призма қораланган металл (4) қобиқга эга бўлиб, унинг сиртини чегаралайди. Шу сабабларга кўра юқоридаги призма сиртининг чап қисми ёритилмайди ва кўриш найида биз (5) ёруғлик соясининг чегарасини кўрамиз. Призма кўриш найига нисбатан айланганда ёруғлик соясининг чегараси силжийди. Агар у кўриш найи окулярининг крест шаклидаги чизиқлари билан бирлашса, призмалар билан боғланган кўрсаткич шиша –суюқлик чегарасидаги чегаравий бурчакни ёки бевосита текширилаётган суюқликнинг синдириш кўрсаткичини кўрсатади.
Синдириш кўрсаткичини ўлчаш учун электр лампочкасидан ёки кундузги ёруғликдан фойдаланилади. Бу ҳолда ёруғлик дисперсияси содир бўлади ва ёруғлик соясининг чегарасида рангли спектрал йўғон чизиқлар кузатилади, булар эса аниқ ўлчашга халақит беради. Бу ҳодисани йўқотиш учун найнинг пастки қисмида иккита призмадан иборат компенсатор ўрнатилади (5, б- расм) Призмаларнинг бири (чапдагиси) силжимайди, иккинчиси силжимайдиган призмадан чиқаётган нур йўналишининг атрофида айлана олади. Айланаётганда дисперсия нолдан (5 (I) б- расм) ҳар бир призмаларнинг иккиламчи дисперсиясигача (5 (II) б- расм ) ўзгаради. Демак, призмаларнинг қандайдир ҳолатида кўриш найида ёруғлик соясининг кескин чегараси пайдо бўлади, бунда Аббе рефрактометри шундай созланганки, текширилаётган суюқликнинг натрий сариқ чизиғи учун синдириш кўрсаткичини беради.
Ўлчашларда шакарнинг сувли эритмаларининг концетрацияларини аниқлашга мўлжалланган рефрактометр (сахариметр) дан фойдаланиш мумкин. Бу рефрактометр ўлчаш призмаларининг силжимаслиги билан, ёруғлик соясининг чегараси эса, кўзгу ёрдамида синдириш кўрсаткичининг шкаласига ўтказилиб юборилиши ва унда ҳаракатланиш билан фарқланади. Ўлчашда кўрсаткич (крест ёки бут) билан ёруғлик соясининг чегарасини бирлаштирилади ва синдириш кўрсаткичи ҳисоблаб олинади. Рефрактометр шкаласидаги синдириш кўрсаткичларининг ёнида шакарнинг масса фоизлари кўрсатилган бўлади.
Пульфрих рефрактометрида текширилаётган суюқлик рефрактометр призмасига ёпиштирилган кюветага жойлаштирилади. Аббе рефрактометрида суюқликнинг бир неча томчиси иккита призма оралиғига киритилади. Бунинг учун юқоридаги призмани кўтариб, бир неча марта иккала призманинг сиртирини текширилаётган суюқликка шимдирилган пахта ва ниҳоят қуруқ пахта ёрдамида эҳтиётлик билан артилади. Сўнгра юқоридаги призма туширилади ва призмалар орасидаги ёнлама тешик орқали пипетка ёрдамида текширилаётган суюқликдан бир неча томчи киритилади. Кейин призмани айлантириб ёруғлик соясининг чегарасини окулярнинг крест шаклидаги ипларига келтирилади ва компенсатор ёрдамида чегаравий рангли йўғон чизиқлар йўқотилади. Синдириш кўрсаткичини вергулдан кейинги тўртинчи хонагача аниқликда олинади. Уч марта ўлчашлар ўтказиб, уларнинг ўртачасини олиш зарур. Топилган синдириш кўрсаткичлари ва зичлик бўйича суюқ модданинг солиштирма (моляр) рефракцияси ҳисобланади [(n²-1)/(n²+2) қийматларни иловалардан қаранг].