11704

Исследование работы рефрактометра ИРФ - 22

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторная работа № 3 Исследование работы рефрактометра ИРФ 22 1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение принципа работы на рефрактометре ИРФ 22. 2. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ: Рефрактометр ИРФ 22; Дистиллированная вода. Этанол. Четыре контрольные пробы раствора с разл

Русский

2013-04-10

330.5 KB

59 чел.

Лабораторная работа № 3

Исследование работы рефрактометра ИРФ - 22

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучение принципа работы на рефрактометре ИРФ - 22.

2. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ:

  1.   Рефрактометр ИРФ - 22;
  2.   Дистиллированная вода.
  3.   Этанол.
  4.   Четыре контрольные пробы раствора с различной концентрации этанола.
  5.   Одна проба раствора этанола подлежащая исследованию.
  6.   Пипетки для нанесения пробы на измерительную головку.
  7.   Бумажные салфетки.

 

3. КРАТКОЕ  ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ  ВВЕДЕНИЕ:

Принцип действия рефрактометров основан на законе преломления света, согласно которому часть световой энергии луча, падающего на границу раздела прозрачных сред 1 и 2 возвращается в среду 1, а остальная часть проходит в среду 2 изменяя свое направление (рис. 1).

Sina1/sina2 =n21   n21=W1/W2 , где a1 - угол падения света;

а2 - угол преломления света;

W1 - скорость волны в среде 1;

W2 - скорость волны в среде 2;

п21 - относительный показатель преломления вещества 2 к веществу 1.

Коэффициент преломления для жидкости практически не зависит от давления и изменения температуры, для жидкостей определяется коэффициентом 0 - 0006. Для многих практических случаев коэффициент преломления жидкостей можно рассматривать как аддитивное физико-химическое свойство.

4. ОПИСАНИЕ  ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Рефрактометр ИРФ-22 - предназначен для непосредственного измерения показателя преломления жидких и твердых тел для линий D и определения средней дисперсии этих тел.

Прибор применяют в лабораториях предприятий пищевой, химической и фармацевтической промышленности, а также в научно-исследовательских институтах и высших учебных заведениях, где используется для быстрого определения концентрации водных, спиртовых, эфирных и других растворов по показателю преломления nD.

Основные технические данные:

Пределы измерения показателя преломления:

в отраженном свете                                     1,3 - 1.57;

в проходящем свете                                1,3 - 1,7;

Погрешность показания прибора при многократных измерениях:

показатели преломления                           ±2x10-4

средней дисперсии                                ± 1,5x10-4 

Увеличение зрительной трубы                 2х

 Угол поля зрения зрительной трубы        7° 25'

Увеличение отсчетной системы                   5,2х

Линейное поле зрения, мм                           4, 7 х 5, 9

Габаритные размеры прибора, мм:

длина                                                        280

ширина                                                        180

высота                                                        230

Масса прибора, кг                                         5,4

Масса прибора с принадлежностями, кг          8

Принцип действия и оптическая схема прибора.

Принцип действия прибора основан на явлении полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с разными показателями преломления.

На приборе можно исследовать вещества, показатель преломления которых меньше показателя преломления измерительной призмы. Показатель преломления измерительной призмы прибора равен ~ 1,74.

Все измерения на приборе проводят в белом свете. Показатель преломления прозрачных жидкостей определяют в проходящем свете.

Несколько капель исследуемой жидкости помещают между двумя гипотенузными гранями призмы 1 и 2 (рис. 2). Призма 1 с хорошо отполированной плоскостью А-В является измерительной, призма 2 с матовой гранью А1-В1 – осветительной.

От источника света лучи попадают на грань CI-B1 преломляются и попадают на матовую поверхность Al-B1. В следствии рассеивании света матовой поверхностью в исследуемую жидкость входят лучи различных направлений. Далее они проходят слой исследуемой жидкости и попадают на поверхность А-В призмы 1. Так как показатель преломления исследуемой жидкости меньше показателя преломления измерительной призмы 1, то лучи всех направлений, преломившись на границе жидкости и стекла, войдут в призму 1.

Рис. 2.

Если на пути лучей, выходящих из призмы поставить зрительную трубу, то нижняя часть ее поля зрения будет освещена, а верхняя остается темной.

Наблюдая в зрительную трубу, совмещают границу раздела с перекрестием зрительной трубы и непосредственно по шкале прибора снимают отсчет величины по показателю преломления.

Конструкция прибора ИРФ-22.

Рефрактометр ИРФ - 22 состоит из следующих частей:

корпуса 1 (рис. 3);

измерительной головки 6;

зрительной трубы 16 с отсчетным устройством.

Измерительная головка, смонтирована на корпусе прибора, представляет собой два литых полушария, которые служат оправами для измерительной и осветительной призмы. Т. к. показатель преломления исследуемого вещества (особенно жидкость) в значительной мере зависит от t, то она должна быть равна const. Для этого в оправах призм предусмотрены камеры, через которые пропускается вода. Подача и отвод осуществляется через резиновые шланги 4, надеваемые из штуцеры 3, 5, 9, 11. Для измерения t в оправу призмы ввинчивается термометр 7. Чтобы найти границу раздела и совместить се с перекрестием сетки, нужно вращая маховик 5 (рис. 4) наклонить измерительную головку до нужного положения. Исследуемое вещество подсвечивается зеркалом 8, а шкала показателя преломления - зеркалом.

Методика работы.

Перед работой откидывают верхнюю часть измерительной головки, наносят пипеткой или стеклянной палочкой несколько капель исследуемой жидкости и осторожно закрывают головку.

Наблюдая в окулярах зрительной трубы и вращая маховичок 5 (рис. 4), находят границу раздела света и тени. Вращением маховичка 5 (рис 4) точно совмещают границу раздела с перекрестием сетки и снимают отсчет по шкале показателя преломления. Индексом для отсчета служит неподвижный горизонтальный штрих сетки.

Перед каждым измерением протирают поверхности насухо для исключения погрешности от предыдущей пробы.

Каждое измерение выполнять только сухой пипеткой или палочкой, тоже необходимо для исключения погрешности.  

Результаты лабораторной работы.

Для исследования показателей преломления получены следующие контрольные жидкости:

дистиллированная вода;

этанол;

водный раствор этанола 4 пробы;

- одна проба раствора этанола для исследования с неизвестным массовым содержанием этанола.

Полученные данные занести в таблицу и построить график зависимости

n = f(k), где k – концентрация вещества в воде.

Определить по графику массовое содержание исследуемой пробы.

№ п/п

Контрольная жидкость

Показатель преломления (n)

Концентрация (k),

% этанола

1

вода

0

2

Р-р этанола

20

3

Р-р этанола

40

4

Р-р этанола

60

5

Р-р этанола

80

6

спирт

100

7

Исследуемый р-р этанола

Вывод. Проанализировать полученные результаты. Объяснить возможности применения этого метода (прибора) для качественного и количественного анализа.

ЛИТЕРАТУРА

  1.  Фарзане Н. Г., Ильясов Л. В., Азим-Заде А. Ю. Технологические измерения и приборы. - М.: Высш. шк., 1989. - 456 с.
  2.  Шкатов Е. Ф. Технологические измерения и КИП на предприятиях хи     мической промышленности. - М.: Химия, 1986. - 320 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40792. Расчет трехфазных цепей. Режимы работы 73.91 KB
  Трехфазные цепи являются разновидностью цепей синусоидального тока и следовательно все рассмотренные ранее методы расчета и анализа в символической форме в полной мере распространяются на них. Равенство модулей указанных сопротивлений не является достаточным условием симметрии цепи. Если к симметричной трехфазной цепи приложена симметричная трехфазная система напряжений генератора то в ней будет иметь место симметричная система токов. Такой режим работы трехфазной цепи называется симметричным.
40793. Взаимная индуктивность. Идеальный трансформатор 76.91 KB
  Идеальный трансформатор Электрические цепи могут содержать элементы индуктивно связанные друг с другом. Такие элементы могут связывать цепи электрически гальванически разделенные друг от друга. В том случае когда изменение тока в одном из элементов цепи приводит к появлению ЭДС в другом элементе цепи говорят что эти два элемента индуктивно связаны а возникающую ЭДС называют ЭДС взаимной индукции. Степень индуктивной связи элементов характеризуется коэффициентом связи 1 где М – взаимная индуктивность элементов цепи размерность –...
40794. Методы определения коэффициента облученности 1.08 MB
  Методы определения коэффициента облученности При расчете потоков результирующего излучения необходимо располагать данными о коэффициентах облученности. Используя свойства замыкаемости потоков излучения 1471 можно записать . Вычитая из 14122 почленно 1411914121 найдем соотношение для определения взаимных поверхностей излучения 14123 14124 14125 Анализируя 1412314125 сформулируем такое правило: В замкнутой системе состоящей из трех невогнутых тел средняя взаимная...
40795. Явление резонанса. Частотные характеристики 65.71 KB
  Частотные характеристики Резонансом называется такой режим работы цепи включающей в себя индуктивные и емкостные элементы при котором ее входное сопротивление входная проводимость вещественно. Следствием этого является совпадение по фазе тока на входе цепи с входным напряжением. Резонанс в цепи с последовательно соединенными элементамирезонанс напряжений Для цепи на рис. В цепи преобладает индуктивность т.
40796. Характеристическое сопротивление и коэффициент распространения симметричного четырехполюсника 96.65 KB
  Для записи уравнений четырехполюсника выделим в произвольной схеме ветвь с единственным источником энергии и любую другую ветвь с некоторым сопротивлением см. Учитывая что в соответствии с принципом взаимности видно что коэффициенты четырехполюсника связаны между собой соотношением Уравнения 3 и 4 представляют собой основные уравнения четырехполюсника;...
40797. Электрические фильтры 65.69 KB
  Качество фильтра считается тем выше чем ярче выражены его фильтрующие свойства т. Классификация фильтров Название фильтра Диапазон пропускаемых частот Низкочастотный фильтр фильтр нижних частот Высокочастотный фильтр фильтр верхних частот Полосовой фильтр полоснопропускающий фильтр Режекторный фильтр полоснозадерживающий фильтр и где В соответствии с материалом изложенным в предыдущей лекции если фильтр имеет нагрузку сопротивление которой при всех частотах равно характеристическому то напряжения и соответственно токи на...
40798. Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах 64.74 KB
  Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах. Причины возникновения несинусоидальных напряжений и токов могут быть обусловлены или несинусоидальностью источника питания или и наличием в цепи хотя бы одного нелинейного элемента. Кроме того в основе появления несинусоидальных токов могут лежать элементы с периодически изменяющимися параметрами. Характеристики несинусоидальных величин Для характеристики несинусоидальных периодических переменных служат следующие величины и коэффициенты приведены на примере...
40799. Переходные процессы в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами 66.4 KB
  Для цепей с заданными постоянными или периодическими напряжениями токами источников принужденная составляющая определяется путем расчета стационарного режима работы схемы после коммутации любым из рассмотренных ранее методов расчета линейных электрических цепей. общее решение уравнения 2 имеет вид 4 Соотношение 4 показывает что при классическом методе расчета послекоммутационный процесс рассматривается как наложение друг на друга двух режимов – принужденного наступающего как бы сразу после коммутации и свободного имеющего...
40800. Способы составления характеристического уравнения 81.02 KB
  Характеристическое уравнение составляется для цепи после коммутации. путем исключения из системы уравнений описывающих электромагнитное состояние цепи на основании первого и второго законов Кирхгофа всех неизвестных величин кроме одной относительно которой и записывается уравнение 2; путем использования выражения для входного сопротивления цепи на синусоидальном токе; на основе выражения главного определителя. Согласно первому способу в предыдущей лекции было получено дифференциальное уравнение относительно напряжения на...