Laboratoriya mashg’ulotlari

6-rasm. Refraktometrning yorituvchi va o‘lchovchi

prizmalarida yorug‘lik nurining yo‘li

Tiniq suyuqlikning sindirish ko`rsatgichini aniqlash uchun yorug’lik nuri yorituvchi prizmaning AB qirrasiga yo`naltiriladi. Bu nur prizmadan o`tib, xiralashtirilgan AC prizmaga tushadi va hamma tomonga sochiladi. Natijada prizmalar orasidagi suyuq qatlamdan sochilgan nur o`tadi DF sirtiga nur turli burchak hosil qilib tushadi. Ular ichida 90⁰ burchak bilan tushuvchi nur bo`lishi mumkin, u esa DF sirtga sirpanuvchan bo`ladi.

Suyuqlikning sinidirish ko`rsatgichi prizmanikidan kichik bo`lgani uchun suyuqlikdan prizmaga o`tgan nurlarning burchagi sinish burchagi tushish burchagidan kichik bo`ladi. Tushish burchagi 90⁰ lik nurning prizmadagi sinish burchagi eng katta bo`lib, unga sinish burchagining chegaraviy qiymati deyiladi. Agar o`lchov prizmasining FE qirrasidan o`tuvchi nur yo`liga ko`rish trubasi yoki ekran qo’yilsa ko`rish maydonida ikkita soxa ko’rinadi: ularning biri yorug’, ikkinchisi qorong`u soxa bo`ladi. Bu ikki soxani chegaraviy sinish burchagiga ega bo`lgan nur ajratib turadi (6– rasm). Nurning suyuqlikdan shishadan yasalgan o`lchov prizmasiga o`tishida sinish qonuni quyidagicha bajariladi.

sin
sin 
_ n₁ n₂
(1)

Bunda: n₁- shishaning havoga nisbatan sindirish ko`rsatgichi, n<sub>2</sub> -suyuqlikning havoga nisbatan sindirish ko`rsatgichi,
^ - suyuqlikda nurning tushish burchagi,
^ - shisha prizmada nurning sinish burchagi.

Tushish burchagi
^{ } 90⁰ bo`lganda = (chegaraviy burchak) bo`lib, (1)

formula quyidagi ko`rinishga keladi.

1
sin
_ n₁ n₂

bundan n₂ = n₁sin (2)
Shishaning sindirish ko`rsatgichi n<sub>1</sub> o’zgarmas son bo`lib, (2) formuladan
suyuqlikning sindirish ko`rsatgichi n<sub>2</sub> chegaraviy burchak <sup></sup> ga bog`liq bo`lar ekan.
Suyuqlikning sindirish ko`rsatgichi n₂ qancha katta bo`lsa, chegaraviy burchak <sup></sup>
shuncha katta bo`ladi. Natijada yorug` va qorong`u soxa chegarasi ancha balandda bo`ladi. Prizmaning sindirish ko`rsatgichi n₁ ni bilgan holda, tajribadan chegaraviy
burchak ^ ni aniqlab, formula (2) dan suyuqlikning sindirish ko`rsatgichi n<sub>2</sub> ni
hisoblash mumkin. Lekin tajribada <sup></sup> ni o`lchash qiyin bo`lib, bu esa (2) formuladan
foydalanishda qiyinchilik tug`diradi. Shuning uchun refraktometr asbobida sindirish ko`rsatkichlar bo’yicha darajalangan shkala o`rnatilgan. Shkalada qorong’i va yorug` soxani ajratuvchi chegaraga to’g`ri kelgan son qiymati olingan suyuqlikning sindirish ko`rsatgichiga teng bo`ladi.
Modda zichligining o‘zgarishi doimo uning sindirish ko‘rsatkichining o‘zgarishiga olib keladi. Odatda zichlikning ortishi bilan sindirish ko‘rsatkichi ham ko‘payadi. Modda zichligi va uning sindirish ko‘rsatkichi orasidagi bog‘lanishni nazariy o‘rganish va tajriba natijalarini tahlil qilish sindirish ko‘rsatkichining funksiyasi f(n) zichlik p ga mutanosib ekanligini ko‘rsatadi:

(3)
Ayni modda uchun xarakterli bo‘lgan doimiy koeffitsient r ga solishtirma refraksiya deyiladi. Molekular refraksiya (R) deb esa, solishtirma refraksiyaning molekular massaga (M) ko‘paytmasiga aytiladi: R=rM
Molekular refraksiyani hisoblashda ko‘p hollarda Lorents — Lorens formulasi ishlatiladi:
(4)
Bu yerda, n— moddaning sindirish ko‘rsatkichi, ρ — uning nisbiy zichligi.
Molekulyar refraksiya moddaning harorati, bosimi va agregat holatiga bog‘liq emas. Lekin tahliliy kimyo uchun muhim bo‘lgan additivlik xususiyatiga ega bo‘lib, murakkab moddalar uchun tashkil etgan atomlarning refraksiyalari yig‘indisiga teng:


(5)
Bu yerda, R_DF— ikki atomli (D va F) molekulaning molekular refraksiyasi, R D va RF - mos ravishda D va F atomlarning refraksiyalari. Aralashmaning molekular refraksiyasi uni tashkil etgan tarkibiy qismlar molekular refraksiyalarining yig‘indisiga teng. Masalan, tarkibi ikki moddali eritmaning molekular refraksiyasi:

(6)
Bu yerda, R_Ava R_B - eritma tarkibiy qismlarining molekular refraksiyalari, c_Ava с_B

- A va B moddalarning eritmadagi ulushlari (konsentratsiyalari). Agar erigan moddalarning qutblanuvchanligi o‘zgarmasa, eritmaning refraksiyasi additivlik xususiyatini saqlaydi (5) dan foydalanib (7) ni quyidagicha yozamiz:

Bu yerda, n, M va ρ - mos ravishda eritmaning sindirish ko‘rsatkichi, molekular massasi va eritmaning nisbiy zichligi, n_A M_Ava ρ_A - mos ravishda erigan moddaning sindirish ko‘rsatkichi, molekular massasi va nisbiy zichligi, n_B М_B va р_B - mos ravishda erituvchining sindirish ko‘rsatkichi, molekular massasi va nisbiy zichligi. Erigan moddaning molekular refraksiyasini topishda (7) formula biroz o‘zgartirib yoziladi:

Bu tenglamaning chap tomonidagi qiymatlar tajriba natijalariga asoslanib hisoblanadi. Uning qiymati eritmaning turli konsentratsiyalarida o‘zgarmas bo‘lib, erigan moddaning molekular refraksiyasiga teng.

1.