Когда свет проходит из одной среды в другую, например, из воздуха в стекло, скорость световых лучей и направление их движения изменяются. Ученые ссылаются на отношение скорости света в вакууме, которая является постоянной, к скорости света в среде как показатель преломления. Показатель преломления среды пропорционален изменению угла световых лучей. Ученые обычно проводят измерения показателя преломления относительно чистых жидкостей, чтобы проверить их чистоту. Однако измерения показателя преломления также могут быть выполнены для смесей жидкостей. Кроме того, если экспериментатор знает идентичность и количество каждого компонента смеси или состава, он или она может рассчитать расчетный показатель преломления.
Рассчитайте мольную долю X каждого компонента смеси. Мольная доля данного компонента A определяется как «X (A) = (моль A) / (моль всех веществ)», а моль вещества определяется как моль = (граммы вещества) / (вес формулы вещества).
Например, рассмотрим смесь 10,0 г гексана, 10,0 г толуола и 10,0 г циклогексана. Вес формулы этих веществ составляет 86,18, 92,14 и 84,16 г / моль соответственно. Таким образом, смесь содержит 0,116, 0,109 и 0,119 молей этих соединений. Следовательно, мольная доля гексана составляет X (гексан) = 0,116 / (0,116 + 0,109 + 0,119) = 0,337, тогда как мольные доли толуола и циклогексана составляют 0,317 и 0,346 соответственно.
Определить показатели преломления всех компонентов в смеси. Эта информация обычно доступна в справочниках, таких как «Индекс Мерк», а также в онлайн-базах данных (см. Ресурсы). Продолжая пример со стадии 1, показатели преломления гексана, толуола и циклогексана составляют 1,3749, 1,4969 и 1,4262 соответственно.
Умножьте мольную долю каждого компонента на показатель преломления этого компонента, затем сложите все продукты, чтобы определить расчетный показатель преломления смеси. Продолжая пример со стадии 2, показатель преломления смеси будет равен «n (смесь) = (0,337 * 1,3749) + (0,317 * 1,4969) + (0,346 * 1,4262) = 1,431».