РЕФРАКТОМЕТРИЯ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
РЕФРАКТОМЕТРИЯ
(от лат. refringo—■ преломляю), метод измерения
преломления
(см.) светового луча, идущего. из одной среды в другую. При определении показателя преломления рефрактометром,^ е. i-воздух прибором, изме-4 ряющим преломление, в качестве первой среды почти всегда служит воздух. Измерение рефракции описываемыми ниже рефрактометрами основано на измерении предельного угла преломления. Наибольший угол падения а (рис. 1) луча, идущего в первой среде (менее Плотной), равен 90°—луч
4;
он входит по касательной к поверхности, разделяющей обе среды. При этом угол преломления /J & 90°; более плотная среда освещена лишь от перпендикуляра ‘падения
1
до угла преломления, соответствующего углу падения в 90″
(к);
на рис. 1,
А
он называется предельным углом преломления. При увеличении угла падения сверх 90° луч идет во второй среде и уже не преломляется, а претерпе» вает полное внутреннее отражен ние; в поле зрения измерительного прибора не получается резкой черты, отде –
{С
ляющей одну половину
(А)
от другой
(В).
Следовательно предельный угол преломления является в то же время предельным углом пол –
испыт. среда
Рисунок 1
Рисунок 2. Рефрактометр Аббе.
но го отражения. Для каждой преломляющей среды предельный угол представляет строго определенную величину. Угол /? определяется следующим образом:
-N —
sin90 ° sin/J — «» ~~ sin0
(N—
преломление во второй среде), sin
P = ^’
Измерением угла
Р
определяется искомый показатель преломления
N.
При измерении рефрактометром необходимо принимать во внимание t° и источник примененного света (длину его волны); обычно измерение относят к D-натриевому пламени. И|3 мерительные приборы. На практике больше всего распространены два аппарата:рефрактометр Аббе (рисунок 2), и погружной рефрактометр (рис. 3). В первом возможно определять коефициент преломления в пределах от
%$=■
-1,30—1,70, при* том возможно определение и в вязких жидкостях и пиптных кртттргт – Рис – 3* Погружной рефрактометр ило1ных вещест-& Пульфриха. вах. Точность до 1—2 единиц в 4-м десятичном знаке. Погружной рефрактометр допускает измерение
nD =
1,325—1,492; он проще, да – ____ ет более четкие результаты, чем V»*»! прибор Аббе; очень хорош для физиологических исследований жидкостей. Точность±3,7 единицы в 5-м десятичном знаке. Ход световых лучей, идущих в рефрактометр, изображен на рис. 4. В случае небольших количеств жидкости применяются вспомогательные призмы (рис. 3), на поверхности к-рых помещается несколько капель жидкости. Существует ряд переменных вспомогательных призм с разными показателями преломления. Для поддержания постоянной темп, применяется особое приспособление с нагревательной ____ спиралью; устройство его понятно
!1!
из рис. 5 (тем же приспособлением
‘-■^Ш-^fj^
пользуются и для др. рефракто-
^
метров). Данные, полученные при Рисунок 4.ход отсчитывании на шкале, перечисля-лучеи. ются по специальным таблицам. РефрактометрАббе (рис. 2). Падающий на зеркало дневной свет проходит через двойную призму в зрительную трубу, соединенную с сектором, на к-ром нанесены деления. Стрелки указывают направление течения воды, поддерживающей равномерную t° (см. выше). — Буттеррефрактометр В о л – н и (Wollny) (рис. 6) для определения показателя преломления плотных и жидких масел представляет собой упрощенный рефрактометр Аббе. Он состоит из нагреваемой двойной призмы Аббе и тесно связанной с ней зрительной трубы. Образующаяся в поле зрения цветная пограничная линия предельного угла отражения ахроматизируется для рассматривания мае –
_____
ла особой конструкцией стеклянной призмы. Показатель преломления жидких масел обычно определяется при 25°; плотных—преимущественно при 40°; жиры, застывающие при более высокой t°, определяются при той минимальной т°,К-pаНудерживает жиры в жидком состоянии; результат наблюдения перечисляют затем на определения при 25° или 40°. — Рефрактометр для сахара и жидких масел (рис. 7) служит для массовых исследований на производстве всякого рода сахарных соков различных концентраций и для жидких масел. Для защиты от внешних влияний на производстве зрительная труба за исключением окуляра заключена в футляр. .Этим рефрактометром можно определять показатель преломления в пределах от 1,330 до 1,540. .
Рефрактометр Пульфри-х а (рис. 8). Помощью этого прибора возможно 1) определять преломление и дисперсию жидких и плотных веществ при комнатной t°, 2)измерять при более высокой
V
преломление как жидкостей, так и плотных веществ, к-рые становятся жидкими при более высокой t°, 3) измерять разности преломления и дисперсии жидкостей и плотных веществ, мало отличающихся друг от друга в отношении их оптических свойств (применение в качестве ди-ференциального рефрактометра). Точность измерения до^ в 4-м десятичном знаке для показателя преломления и ± 1—2 в пятом десятичном знаке для дисперсии и всех измерений разности. Принцип определения тот же—измерение угла полного отражения. Для определения дисперсии измерения производятся с натриевым пламенем и с красной, зеленой и голубой линиями водородной Гейслеровой трубки. Интерференционный рефрактометр, см.
Интерференция.
Г. Ю. Гефтер. Количество прошедших через слой жидкости лучей зависит от ее преломляющих свойств, resp. от ее индекса рефракции. Степень рефракции в каждой жидкости обусловливается количеством, величиной и физическим состоянием растворенных в ней частиц. В биол. жидкостях (сыворотка, тканевые соки, транс – и эксудаты) определяющим рефракцию является количество белков как веществ высокомолекулярных. Солям и растворенным кристаллоидам принад – Рисунок 5. Приспособление для нагревания рефрактометра.
Рисунок 6. Буттеррефрак-тометр Волни с от-крытойдвойной призмой.
Лежит значительно меньшая роль. Т. о. практически индекс преломления сыворотки, при относительном постоянстве ее солевого состава, свидетельствует довольно точно о количественном содержании в ней белков. Необходимым условием для рефрактометрич. исследований является постоянство температуры изучаемой жидкости во все время испытания. Техника. В физиологии и патологии для. определения индекса рефракции в малых количествах жидкости наибольшее применение получил погружной рефрактометр Пульфриха (рис. 3 и 4). На схеме видно, как прошедшие через жидкость лучи собираются призмой и отсчитываются при помощи оптической системы Рисунок 7. Рефрактометр на градуированной шкале, дда сахара и жидких находящейся внутри при-& масел. бора. При наличии второй «вспомогательной призмы» (рис. 3) удается определить рефракцию в слое жидкости толщиной в 1
мм,
для чего достаточно лигць одной капли сыворотки. Приспособление это позволяет вести серийные исследования (5—6 и более подряд) в течение короткого промежутка времени. Испытуемая жидкость вместе с нижней частью рефрактометра помещается в водяную баню с постоянной
ta
(обычно 17,5°). Отдельным делениям шкалы, видимой в окуляре прибора, соответствует оп –
Рисунок 8. Рефрактометр Пульфриха (старая модель).
ределенный индекс преломления. Рейс и составил таблицы содержания белков в плазме, сыворотке и в других жидкостях по их индексу рефракции. Данные эти пригодны для практических целей, однако они не абсолютно точны, т. к. индекс преломления зависит не только от количества белков в процентах, но и от соотношения их отдельных фракций (глобулины, альбумины, фибриноген) (см. табл.). 78© Таблица для перечисления единиц шкалы погружного рефрактометра на % бел-к а (при t°=17,5°). (По Рейсу.) Сыворотка * Экс – и т рансудаты Индекс рефрак – I ции Числа шк алы Белок в % Числа 1 шкалы Белок.’ ‘■ в % 1 1,31275 40 3,91 £5 0,77 | 1,31313 4,16 0,97 ! 1,31350 4,33 1,18 1,31388 4,60 1,58 . 1,34125 4,81 1,59 1,34163 5,03 1,80 1,34500 4; 5,25 2,0i 1,31537 5,17 2,21 1,31575 5,68 2,42 1,34612 5,90 2,62 1.3165Э 6,12 2,83 1,31587 6,31 3,01 1,34724 6,55 3,21 1,34751 6,77 3,45 1,31793 6,98 3,65 1,34835 7,20 3,85 1,34873 5> 7,12 4,07 1,34910 7,63 4> 4,27 1,31917 7,85 4,48 1,34981 5Э 8,06 4,68 1,35021 8,28 4,89 1,35058 8,49 5,10 1,35095 8,71 5,30 1,35132 8,92 5,50 1,35169 9,14 5,70 ‘ 1,35205 9,35 5,90 1,35212 9,57 5L 6,11 1,35279 9,78 6,31 1,35316 9,99 5! 6,51 1,35352 10,20 6,71 1,35388 10,41 6,91 * nD дест. воды = 1 ,33320; йпВ не белков. гост, эле – ментов = 0,00277; ЛпВ 1% белка = = 0,00172. Определение при помощи рефрактометра количества белков благодаря своей быстроте и сравнительной точности получило широкое с: при – | менение. В частности в физиол. эксперименте и при различных заболеваниях (нефриты, нефрозы, микседема, отечная б-нь, декомпенсации сердца, анемии, несахарный диабет) представляется важным повторное изучение аль^уми-немии, для чего пользуются рефрактрметром. Количество белка в сыворотке является также прямым производным—отображением содержания в ней воды. Р. стала поэтому одним из наиболее распространенных способов определения степени гидремии (см.) при изучении обмена воды в организме. В норме рефрактометрический индекс сыворотки колеблется между 55 и 63 но шкале рефрактометра Пульфриха, что соответствует содержанию белка от 7,2 до 8,9%. Чрезвычайно низкий индекс (до 44 и менее), наблюдается главным образом при истинных гипальбуминемиях (у нефротиков например) и при относительных от разжижения крови (Застойный отек, обильное питье). Высокое содержание белка имеет место главным образом при сгущениях крови (сухоедение, diabetes insipi-dus), однако наблюдается иногда и при нефритах. Р. можно пользоваться также для быстрого распознавания эксудатов и трансудатов, а также для определения протеолитической силы, resp. количества пепсина, трипсин-киназы и др. (см. также Кровь —белки).& м. вовеи. Рефрактометрически исследуются также различные пищевые вещества: молоко в отношении жира, молочного сахара, степени разведения молока водой; жиры и масла, пиво, солодовые экстракты и др. В технической! химии рефрактометрически исследуются мае – | ла, деготь, нефть, нефтяные продукты и т. п.; | в сахарной промышленности алкоголи мети – | ловый, этиловый.—В аналитических лабораториях—для точного определения концентрации разных водных растворов, для исследования кристаллов. Р. стала методом при изучении структуры органических соединений. Обрабатывая ткани по методу Шпальтегольца, можно-определять показатель преломления в них. Это дает возможность изучить более тонко гист. соотношения в нормальных тканях, а также изменения в различных органах при патологических состояниях. Лит.: К е s s 1 е г Н., Refraktometrie (Hndb. d. biol. Arbeitsmethoden, hrsg. v. E. Abderhalden, Abt. 2, Halite 1, B.—’Wien, 1926); LoweF., Optisehe Messungen de$ Chemikersu. des Mediziners, Dresden u. Lpz. 1925; Reiss E., Refraktometrische Blutuntersuchungen (Handbuch d. biol. Arbeitsmethoden, hrsg. v. E. Abderhalden, Abt. 4, Teil 3, Halfte 1, В.—Wien, 1924); о н ж е, Refraktome-trische Untersuchung von Eksudaten u. ahnlichen Korper-fliissigkeiten (ibid., Teil, 4, Halfte 2, 1925); W e i g e r t F., Optisehe Methoden der Chemie, Lpz., 1927.