ĆWICZENIE NR 93. WŁASNOŚCI OŚRODKÓW DYSPERSYJNYCH Pomiar dyspersji materiałów za pomocą refraktometru Abbe go, typ RL1, prod. PZO

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR 93 WŁSNOŚCI OŚRODKÓW DYSPERSYJNYCH Pomiar dyspersji materiałów a pomocą refraktometru bbe go, typ RL1, prod. PZO I. Zestaw pryrądów 1. Refraktometr bbe go 2. Oświetlac światła białego asilacem (możliwe jest wykorystanie oświetlenia diennego) 3. Próbki sklane do pomiarów 4. Ciec immersyjna do pomiaru próbek sklanych. Ponumerowane pojemniki rotworem wody cukrem II. Cel ćwicenia Zaponanie się własnościami środków dyspersyjnych i propagacją pre nie światła, aponanie się asadą pomiaru współcynnika ałamania a pomocą refraktometru i budową refraktometru. III. Układ pomiarowy DNE TECHNICZNE REFRKTOMETRU Zakres pomiaru współcynnika ałamania od 1.3 do 1.7 Zakres procentowej awartości cukru w wodie od 0% do 9% Dokładność pomiaru współcynnika ałamania: w akresie wynosi , w akresie wynosi Dokładność pomiaru procentowej awartości cukru w wodie: w akresie od 0% do 0% wynosi 0.2%, w akresie od 0% do 9% wynosi 0.1%. 1

2 OPIS Predstawiony refraktometr składa się asadnicego prymatu refraktometru (2) i umiesconego na awiasie prymatu nakrywkowego (6). Oświetlenie skali odbywa się pre okienko (14), gdie kierujemy światło ewnętrnego źródła, po odbiciu od wierciadła (12). Do oświetlenia systemu pomiarowego wystarca światło białe, którym może być żarówka lub dienne oświetlenie. Kompensacja dyspersji odbywa się a pomocą prymatów mici ego, które obracane są a pomocą pokrętła (9). Regulujemy nim na ostry be abarwień obra krawędi granicy oświetlenia. Na ewnętrnej skali odcytuje się wartość parametru, dięki której można będie wylicyć średnią dyspersję materiału badanego. Pokrętłem (11) nastawiamy kryż na krawędź granicy oświetlenia. Pre okular (1) widać granicę oświetlenia ora skalę współcynnika ałamania (dla żółtej linii sodu, λd = 89.3nm), ora drugą skalę dla procentowej awartości cukru w wodie. Obra skal ustawia się na ostre widenie obracając okularem (1). Refraktometrem można mieryć ciała stałe i ciece. Próbki ciał stałych powinny mieć wymiary takie by mieściły się na prymacie (2). Dla pomiarów w świetle prechodącym próbki powinny mieć dwie wypolerowane powierchnie płaskie, które są prostopadłe do siebie. Na prymat refraktometru nanosimy maleńką kropelkę ciecy immersyjnej (np. monobromonaftalenu) i na nią kładiemy badaną próbkę (wypolerowaną powierchnię próbki dociskamy do prymatu refraktometru), Próbkę ustawiamy tak by wpadające światło prechodiło pre wypolerowaną drugą powierchnię próbki (źródło światła skierowane jest do obserwatora). Ciec immersyjna musi mieć współcynnik ałamania pośredni międy współcynnikami prymatu i badanej próbki. Warstwa ciecy immersyjnej, aby dawała ostrą krawędź, musi być bardo, bardo cienka. adając ciece, umiescamy je międy dwoma prymatami refraktometru. Na prymat refraktometru (2) nanosimy nieco więksą kropelkę badanej ciecy i dociskamy ją drugim prymatem na awiasie. Dla badań w świetle prechodącym światło musi wpadać pre okienko (16) jak na środkowym rysunku powyżej. Dla badań w świetle odbitym światło po odbiciu od wierciadła (18) powinno wpadać do prymatu refraktometru od dołu. Ciała stałe można także mieryć w świetle odbitym. Wtedy badana próbka może mieć wypolerowaną jedną powierchnię, a światło powinno wpadać do prymatu refraktometru od dołu, po odbiciu od wierciadła (18). POMIR Pomiaru współcynnika ałamania i procentową awartość cukru w wodie dokonujemy odcytując ich wartości bepośrednio e skal. Dla więksej dokładności wykle nastawienia i odcyty i dokonuje się po ray i nich wylica średnie wartości. Elementarne diałki pry odcycie dielimy na oko, by uyskać dokładniejsy odcyt. Po ustawieniu na ostrą krawędź pokrętłem (9), można odcytać wartość parametru. Z tabeli 1 można odcytać współcynnik, który odpowiada nasej uśrednionej wartości. Dyspersję średnią dla linii F i C (λf = 486.1nm, λc = 66.3nm) wylica się ależności nfc = nf nc = + Wartości i są funkcjami i odcytujemy je tabeli 2 i 3. Licbę bbe go wylica się 2. (1)

3 ν D = 1. nf nc (2) Zamiast odcytów tabel, można wylicyć odpowiednie wielkości e worów: ( ) = di i ; i= 0 ( n D ) = ai n Di ; i= 0 6 ( n D ) = bi n Di i= 0 (3) gdie i di * * * * *10-9 ai bi Procentowa awartość cukru w wodie, na skali refraktometru, dotycy sytuacji, gdy pomiary odbywają się w temperature 20 C. Jeżeli pomiary odbywają się w innej temperature, należy skorygować je wg. tabeli 4. UWG: Dla ćwiceń trwających 90 min. proponuje się tylko pomiar próbek sklanych (wersja podstawowa), aś dla ćwiceń trwających 13 min. pomiar próbek sklanych i próbek rotworami cukru (wersja dodatkowa). Ponieważ sukamy ależności funkcyjnych badanych próbek i uwagi na ogranicony cas najlepiej mieryć próbek sklanych i próbek ciecą. IV. Wykonanie pomiarów Pomiary wykonujemy wg. podanych wceśniej uwag. Pre pojedyncy pomiar roumie się pięć nastawień na bebarwną ostrą krawędź pól (pomiar parametru, pokrętło 9) i na granicę pól (pomiar i procentowa awartość cukru w wodie, pokrętło 11). Wyniki tych pomiarów należy apisać do tabel, by nich wylicyć wartości średnie. Podcas pomiarów należy prestregać warunku achowania bewględnej cystości, aby niecystości poprednich pomiarów nie wpływały na bieżący wynik pomiaru. Pred każdym pomiarem należy pretreć cystą flanelką wilżoną denaturatem powierchnie cynne prymatów refraktometru, i wytreć je do sucha. Robimy to bardo delikatnie, by nie porysować powierchni prymatów! ardo ostrożnie nanosimy także krople ciecy badanej cy też immersyjnej, a pomocą sklanych spatułek, by nie porysować prymatów. Rociągłe źródło światła białego powinno świecić do obserwatora wdłuż powierchni cynnej prymatu 2. Pomiary wykonujemy wg. sugestii prowadącego dla światła prechodącego lub odbitego (okienko 16 lub wierciadło 18). Procedura pomiarów 1. Zmieryć i parametr dla kilku (np. -ciu) próbek sklanych (po nastawień dla każdej próbki). 2. Zmieryć i parametr (ora procentową awartość cukru w wodie) dla wsystkich ponumerowanych ciecy (po nastawień). 3. Dla wsystkich mieronych próbek uśrednić wartości parametru i tabeli 1 odcytać współcynniki ora apisać je we własnej tabeli pomiarowej. 3

4 4. Dla wsystkich mieronych próbek uśrednić wartości ora tabeli 2 i 3 odcytać i anotować we własnej tabeli pomiarowej współcynniki i.. Jeżeli pomiary dotycą mierenia procentowej awartości cukru w wodie i odbywają się w temperature różnej od 20 C, dokonać korekty na podstawie tabeli 4. V. Opracowanie wyników pomiarów 1. Dla wsystkich mieronych próbek (sklanych i ciecy) wylicyć dyspersję średnią (wór 1) i licbę bbe go (wór 2). 2. Dla wsystkich mieronych wartości wylicyć prędkości światła (dla żółtej linii sodu) w badanych próbkach cp c=, (4) ora odpowiadające im długości fal świetlnych w próbkach, λ λ = D. () We worach tych cp = [m/s], a λd = 89.3 [nm] (w powietru). Zaś c i λ odpowiadają prędkości i długości fali światła w badanej próbce. 3. Sporądić wykresy funkcji dla n i λ ależnych od, osobno dla próbek sklanych i osobno dla rotworu cukru w wodie. 4. Dla mieronych i wyliconych wielkości wynacyć należy niepewności pomiarowe odpowiednich wielkości. Pryjmij cp a stałą. Zastosuj metodę pochodnej logarytmicnej lub różnicki upełnej. Uwaga! W apisach i obliceniach nie aokrąglaj pochopnie. Licba cyfr nacących jest bardo ważna i widać to dopiero po analiie niepewności pomiarowych.. Dla badanych ciecy należy sporądić także wykresy funkcji ależnych od procentowej awartości cukru w wodie, następujących wielkości: n(%), nfc(%), c(%), λ(%). VI. Proponowane tabele Tabela próbek sklanych Nr. n prób. D nfc ( nfc) νd νd c c λ λ [m/s] [m/s] [nm] [nm] śr. Tabela próbek wody cukrem Nr. c c λ λ n ( ) %20 C %t % Prób. D [m/s] [m/s] [nm] [nm] śr. 4

5 Tabela Tabela 2. Współcynniki ależne od Współcynniki ależne od

6 Tabela Współcynniki ależne od

7 Tabela 4. Poprawki na procentową awartość cukru w wodie jeżeli pomiary wykonywane są w innej temperature niż 20 C. 7