Marta Miller
Rok 1, gr.4, Budownictwo
Ćwiczenie 64
Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od
stężenia roztworu za pomocą refraktometru Abbego
Celem doświadczenia jest pomiar zależności współczynnika załamania światła od stężenia roztworów, następnie opierając się na tych zależnościach, wyznaczyć stężenie roztworu znając jego współczynnik załamania światła.
Współczynnik załamania 7 roztworów o danym stężeniu oraz roztworu X wyznaczamy za pomocą refraktometru Abbego.Główną częścią refraktometru są 2 prostokątne pryzmaty - oświetlający P1 i pomiarowy P2, wykonane ze szkła o dużym współczynniku załamania. Między pryzmaty wprowadzamy kilka kropel badanej cieczy, której współczynnik załamania jest mniejszy niż współczynnik załamania szkła pryzmatów. Ciecz tworzy między pryzmatami cienką warstewkę, pryzmat P1 jest oświetlany białym światłem rozproszonym, które pada pod różnymi kątami na powierzchnię graniczną między cieczą i szkłem. Do cieczy przechodzą tylko promienie, których kąt padania jest większy od kąta granicznego, promienie idące dalej doznają w warstwie cieczy przesunięcia i biegną przez pryzmat P2. Następny pryzmat P3 zmienia kierunek promieni i docierają one przez układ pryzmatów P4 iP5 do lunetki. W wyniku zjawiska wewnętrznego odbicia na przeciwprostokątnej powierzchni pryzmatu P1, część pola widzenia w lunetce jest oświetlona, a część ciemna. Obracając pryzmat P3 zmieniamy położenie linii rozgraniczającej pola ciemne i pole oświetlone (do pomiaru ustawiamy tę linię na przecięciu nici pajęczych widocznych w okularze lunety) Z pryzmatem P3 połączona jest podziałka, na której odczytujemy wartość współczynnika załamania cieczy.
Mierzymy współczynnik załamania cieczy dla wody destylowanej, a następnie dla roztworów gliceryny o innych stężeniach oraz dla roztworu o nieznanym stężeniu - X. Na podstawie wykonanych pomiarów dla roztworów o znanych stężeniach określamy zależności współczynnika załamania światła od stężenia cieczy, a następnie znając te zależności określamy stężenie roztworu X znając jego współczynnik
Obliczenia :
Kąt graniczny liczymy ze wzoru: sin
dla wody destylowanej :
n1=1,3320
=1,3321 nśr= 1,3320 
48,66°
=1,3319
dla roztworu 0,05 [g/cm]
n1=1,3379
n2=1,3376 nśr=1,3378 
48,37°
n3=1,3378
dla roztworu 0,100 [g/cm]
n1=1,3442
n2=1,3443 nśr=1,3443 
48,06°
n3=1,3444
dla roztworu 0,150 [g/cm]
n1=1,3460
n2=1,3458 nśr=1,3458 
48,00°
n3=1,3457
dla roztworu 0,20 [g/cm]
n1=1,3564
n2=1,3562 nśr=1,3563 
47,50°
n3=1,3563
dla roztworu 0,25 [g/cm]
n1=1,3622
n2=1,3621 nśr=1,3621 
47,24°
n3=1,3620
dla roztworu 0,30 [g/cm]
n1=1,3659
n2=1,3653 nśr=1,3654 
47,09°
n3=1,3652
dla roztworu X [g/cm]
n1=1,3475
n2=1,3476 nśr=1,3476 
47,91°
n3=1,3477
Rysujemy wykres zależności współczynnika załamania od stężenia roztworu - n=f(c).
Na podstawie wykresu określamy nieznane stężenie cx roztworu, którego współczynnik załamania zmierzyliśmy. Wynosi ono około 0,150 g/cm3.
RACHUNEK BŁĘDÓW:
Δn = max|n-ni| - błąd pomiaru:
-Dla wody destylowanej
Δn=1,3320-1,3319=0,0001
-Dla gliceryny o stężeniu 0,05 g/cm3
Δn=1,3378-1,3376=0,0002
-Dla gliceryny o stężeniu 0,1 g/cm3
Δn=1,3443-1,3442=0,0001
-Dla gliceryny o stężeniu 0,15 g/cm3
Δn=1,3458-1,3460=0,0002
-Dla gliceryny o stężeniu 0,2 g/cm3
Δn=1,3563-1,3562=0,0001
-Dla gliceryny o stężeniu 0,25 g/cm3
Δn=1,3621-1,3620=0,0001
-Dla gliceryny o stężeniu 0,3 g/cm3
Δn=1,3654-1,3659=0,0005
-Dla gliceryny o stężeniu x g/cm3
Δn=1,3476-1,3475=0,0001.
Wnioski :
Ćwiczenie to potwierdziło prawa odbicia i załamania światła. Dzięki nim właśnie mogliśmy dokonywać wszystkich w/w pomiarów. Ponadto do wyznaczenia współczynnika załamania ośrodka wykorzystaliśmy zjawiska rozszczepienia i całkowitego wewnętrznego odbicia światła.
Wraz ze wzrostem stężenia wzrasta również współczynnik załamania n , a kąt graniczny maleje , gdyż jest on odwrotnie proporcjonalny do współczynnika n .
Dzięki narysowaniu wykresu mogliśmy odczytać prawdopodobne stężenie ostatniego roztworu.
Błędy w odczycie wynikają głównie z niedoskonałości zmysłów obserwatora. Pomiary mogę uznać za poprawne ponieważ wyszły małe błędy.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Ćwiczenie64, Ćwiczenie 64 (3), Łazowska Paulina
Ćwiczenie64, Ćwiczenie 64 (1), Karolina Wyrwas
Cwiczenie 64 (13)
Ćwiczenie64, Ćwiczenie 64 (2), Nowak Marek
3 ćwiczenia BADANIE asfaltów
Ćwiczenie7
więcej podobnych podstron