Quando la luce passa da un mezzo all'altro, ad esempio dall'aria al vetro, cambiano sia la velocità dei raggi luminosi che la loro direzione di marcia. Gli scienziati si riferiscono al rapporto tra la velocità della luce nel vuoto, che è costante, e la velocità della luce nel mezzo come indice di rifrazione. L'indice di rifrazione del mezzo è proporzionale alla variazione dell'angolo dei raggi luminosi. Gli scienziati normalmente effettuano misurazioni dell'indice di rifrazione su liquidi relativamente puri per verificarne la purezza. Tuttavia, le misurazioni dell'indice di rifrazione possono essere eseguite anche su miscele di liquidi. Inoltre, se lo sperimentatore conosce l'identità e le quantità di ciascun componente di una miscela o formulazione, può calcolare un indice di rifrazione stimato.
Calcolare la frazione molare X di ciascun componente della miscela. La frazione molare di un dato componente A è data da "X(A) = (moli di A) / (moli di tutti sostanze)" e le moli di una sostanza sono date da moli = (grammi di sostanza) / (peso formula di sostanza).
Ad esempio, si consideri una miscela di 10,0 g di esano, 10,0 g di toluene e 10,0 g di cicloesano. I pesi formula di queste sostanze sono rispettivamente 86,18, 92,14 e 84,16 grammi per mole. La miscela contiene quindi 0,116, 0,109 e 0,119 moli di questi composti. La frazione molare di esano è quindi X(esano) = 0,116 / (0,116 + 0,109 + 0,119) = 0,337, mentre le frazioni molari di toluene e cicloesano sono rispettivamente 0,317 e 0,346.
Determinare gli indici di rifrazione di tutti i componenti della miscela. Queste informazioni sono normalmente disponibili nei libri di riferimento, come "The Merck Index", così come nei database online (vedi Risorse). Continuando l'esempio dal passaggio 1, gli indici di rifrazione di esano, toluene e cicloesano sono rispettivamente 1,3749, 1,4969 e 1,4262.
Moltiplicare la frazione molare di ciascun componente per l'indice di rifrazione di quel componente, quindi sommare tutti i prodotti per determinare l'indice di rifrazione stimato della miscela. Continuando l'esempio dal passaggio 2, l'indice di rifrazione della miscela sarebbe "n (miscela) = (0,337 * 1,3749) + (0,317 * 1,4969) + (0,346 * 1,4262) = 1,431".