關于實驗四液態有機物折光率的測定第1頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三【實驗目的】1、學習有機化合物折光率的原理。2、了解測定折光率的意義。3、掌握有機化合物折光率的測定方法。第2頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三【實驗原理】折射定律nB/nA=若介質A為真空，nA=1第3頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三化合物折射率隨入射光線波長不同而變，也隨溫度不同而變，T每升高（或降低）1℃，液體有機化合物的折射率就減少（或增加）3.5×10-4

~5.5×10-4，常用nDt來表示，即以鈉光燈為光源，t溫度時所測定的折射率。第4頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三測定折光率的作用

折光率是液體有機化合物最重要的物理常數之一，通過折光率的測定，可以起到下列作用：(1)鑒定未知液體有機化合物。如果一個液體化合物是純的，就可以根據所測得得折光率排除考慮中的其它化合物，而識別出這個化合物來，這種鑒定方法比沸點法更可靠。

第5頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三(2)衡量液體有機化合物的純度。對于特定的純液態物質，折光率是一個非常精確的物理常數，即便樣品中雜質量很少，折光率數值也有明顯的改變。因此可以作為衡量液體有機化合物純度的一種簡便準確的方法，測得的折光率愈接近純樣品的數值，樣品就愈純。

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(3)確定液體混合物的組成。當液體混合物中的各組分之間的沸點差小于110℃、且用蒸餾法分離該液體混合物時，就可以用折光率來確定各個餾分的組成。其一般方法是先作標準工作曲線（折光率—組成相關圖），再測定各個餾分的折光率，最后在工作曲線上找出折光率對應的組成。第7頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三【實驗儀器與藥品】WYA（2WAJ）型Abbe折光儀、超級恒溫水浴鍋、丙酮、乙酸乙酯、蒸餾水、擦鏡紙第8頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三【實驗步驟】

1、介紹Abbe折光儀的構造（1.3000-1.7000）及介紹超級恒溫水浴鍋的構造。2、Abbe折光儀的使用與維護3、測定20℃時蒸餾水、乙酸乙酯的折光率。純水標準值：nD201.33299純乙酸乙酯：nD201.3723第9頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三阿貝折射儀的使用

光與物質相互作用可以產生各種光學現象(如光的折射、反射、散射、透射、吸收、旋光以及物質受激輻射等)，通過分析研究這些光學現象，可以提供原子、分子及晶體結構等方面的大量信息。所以，不論在物質的成分分析、結構測定及光化學反應等方面，都離不開光學測量。折射率是物質的重要物理常數之一，許多純物質都具有一定的折射率，如果其中含有雜質則折射率將發生變化，出現偏差，雜質越多，偏差越大。因此通過折射率的測定，可以測定物質的濃度。第10頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三1.阿貝折射儀的構造原理

圖4-4阿貝折射儀外形圖1.測量望遠鏡;2.消散手柄;3.恒溫水入口;4.溫度計;5.測量棱鏡;6.鉸鏈;7.輔助棱鏡;8.加液槽;9.反射鏡;10.讀數望遠鏡;11.轉軸;12.刻度盤罩;13.閉合旋鈕;14.底座。第11頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三圖4-5阿貝折射儀光學系統示意圖1.反射鏡;2.輔助棱鏡;3.測量棱鏡;4.消色散棱鏡;5.物鏡;6.分劃板;7、8.目鏡;9.分劃板;10.物鏡;11.轉向棱鏡;12.照明度盤;13.毛玻璃;14.小反光鏡。第12頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三

它的主要部分是由兩個折射率為1.75的玻璃直角棱鏡所構成，上部為測量棱鏡，是光學平面鏡，下部為輔助棱鏡，其斜面是粗糙的毛玻璃，兩者之間約有0.1mm～0.15mm厚度空隙，用于裝待測液體，并使液體展開成一薄層。當從反射鏡反射來的入射光進入輔助棱鏡至粗糙表面時，產生漫散射，以各種角度透過待測液體，而從各個方向進入測量棱鏡而發生折射。其折射角都落在臨界角β0之內，因為棱鏡的折射率大于待測液體的折射率，因此入射角從0°～90°的光線都通過測量棱鏡發生折射。具有臨界角β0的光線從測量棱鏡出來反射到目鏡上，此時若將目鏡十字線調節到適當位置，則會看到目鏡上呈半明半暗狀態。折射光都應落在臨界角β0內，成為亮區，其它部分為暗區，構成了明暗分界線。第13頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三在實際測量折射率時，我們使用的入射光不是單色光，而是使用由多種單色光組成的普通白光，因不同波長的光的折射率不同而產生色散，在目鏡中看到一條彩色的光帶，而沒有清晰的明暗分界線，為此，在阿貝折射儀中安置了一套消色散棱鏡(又叫補償棱鏡)。通過調節消色散棱鏡，使測量棱鏡出來的色散光線消失，明暗分界線清晰，此時測得的液體的折射率相當于用單色光鈉光D線(5890nm)所測得的折射率nD。第14頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三2.阿貝折射儀的使用方法

(1)儀器安裝：將阿貝折射儀安放在光亮處，但應避免陽光的直接照射，以免液體試樣受熱迅速蒸發。用超級恒溫槽將恒溫水通入棱鏡夾套內，檢查棱鏡上溫度計的讀數是否符合要求(一般選用(20.0±0.1)℃或(25.0±0.1)℃)(2)加樣:旋開測量棱鏡和輔助棱鏡的閉合旋鈕，使輔助棱鏡的磨砂斜面處于水平位置，若棱鏡表面不清潔，可滴加少量丙酮，用擦鏡紙順單一方向輕擦鏡面(不可來回擦)。待鏡面洗凈干燥后，用滴管滴加數滴試樣于輔助棱鏡的毛鏡面上，迅速合上輔助棱鏡，旋緊閉合旋鈕。若液體易揮發，動作要迅速，或先將兩棱鏡閉合，然后用滴管從加液孔中注入試樣(注意切勿將滴管折斷在孔內)。第15頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三(3)調光:轉動鏡筒使之垂直，調節反射鏡使入射光進入棱鏡，同時調節目鏡的焦距，使目鏡中十字線清晰明亮。調節消色散補償器使目鏡中彩色光帶消失。再調節讀數螺旋，使明暗的界面恰好同十字線交叉處重合。(4)讀數:從讀數望遠鏡中讀出刻度盤上的折射率數值。常用的阿貝折射儀可讀至小數點后的第四位，為了使讀數準確，一般應將試樣重復測量三次，每次相差不能超過0.0002，然后取平均值。有的折射儀的刻度盤的示值為兩行：一行直接讀出試樣的折射率（從1.3000到1.7000）；另一行為0~95%，當測定糖溶液時，用此刻度可直接得到糖溶液的百分數。第16頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三3.阿貝折射儀的使用注意事項

阿貝折射儀是一種精密的光學儀器，使用時應注意以下幾點:(1)使用時要注意保護棱鏡，清洗時只能用擦鏡紙而不能用濾紙等。加試樣時不能將滴管口觸及鏡面。對于酸堿等腐蝕性液體不得使用阿貝折射儀。(2)每次測定時，試樣不可加得太多，一般只需加2～3滴即可。(3)要注意保持儀器清潔，保護刻度盤。每次實驗完畢，要在鏡面上加幾滴丙酮，并用擦鏡紙擦干。最后用兩層擦鏡紙夾在兩棱鏡鏡面之間，以免鏡面損壞。第17頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三(4)讀數時，有時在目鏡中觀察不到清晰的明暗分界線，而是畸形的，這是由于棱鏡間未充滿液體;若出現弧形光環，則可能是由于光線未經過棱鏡而直接照射到聚光透鏡上。(5)若待測試樣折射率不在1.3～1.7范圍內，則阿貝折射儀不能測定，也看不到明暗分界線。(6)若無恒溫槽，所得數據要加以修正,通常溫度升高1℃，液態化合物折光率降低3.5×10-4~5.5×10-4。一般采用4.0×10-4為其溫度變化系數。在不同的溫度時測得折光率，一般換算為20℃時的數值。其換算公式為：

式中，t為測量時的溫度。此計算是粗略的，為準確起見，應在恒溫條件下測定。第18頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三4.阿貝折射儀的校正和保養

阿貝折射儀的刻度盤的標尺零點有時會發生移動，須加以校正。校正的方法一般是用已知折射率的標準液體，常用純水。通過儀器測定純水的折光率，讀取數值，如同該條件下純水的標準折光率不符，調整刻度盤上的數值，直至相符為止。也可用儀器出廠時配備的折光玻璃來校正，具體方法一般在儀器說明書中有詳細介紹。第19頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三[實驗所用儀器]產品型號:WYA（2WAJ）特點：

測定液體或固體的折射率nD平均色散(nF-nC)和糖水溶液中干固物的質量分數即錘度Brix，可用于制糖、制藥、飲料、石油、食品、化工工業生產、科研、教學部門的檢測分析。采用目視瞄準，光學度盤讀數，簡單可靠。

技術參數

折射率nD：1.3000-1.7000

糖溶液質量分散(Brix)：0-95%

準確度：±0.0002

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