空気からガラスなど、ある媒体から別の媒体に光が通過すると、光線の速度とその進行方向の両方が変化します。 科学者は、一定である真空中の光速と媒体中の光速の比を屈折率と呼んでいます。 媒体の屈折率は、光線の角度の変化に比例します。 科学者は通常、比較的純粋な液体の屈折率測定を実行して、その純度を確認します。 ただし、屈折率測定は液体の混合物でも実行できます。 さらに、実験者が混合物または配合物の各成分の正体と量を知っている場合、彼または彼女は推定屈折率を計算することができます。
混合物の各成分のモル分率Xを計算します。 与えられた成分Aのモル分率は、「X(A)=(Aのモル)/(すべてのモル)」で与えられます。 物質)」であり、物質のモル数は、モル数=(物質のグラム数)/(式の重量)で与えられます。 物質の)。
たとえば、10.0 gのヘキサン、10.0 gのトルエン、および10.0gのシクロヘキサンの混合物について考えてみます。 これらの物質の化学式の重量は、それぞれ1モルあたり86.18、92.14、84.16グラムです。 したがって、混合物には、0.116、0.109、および0.119モルのこれらの化合物が含まれています。 したがって、ヘキサンのモル分率はX(ヘキサン)= 0.116 /(0.116 + 0.109 + 0.119)= 0.337ですが、トルエンとシクロヘキサンのモル分率はそれぞれ0.317と0.346です。
混合物中のすべての成分の屈折率を決定します。 この情報は通常、「The Merck Index」などの参考書やオンラインデータベースで入手できます(「参考文献」を参照)。 ステップ1の例を続けると、ヘキサン、トルエン、シクロヘキサンの屈折率は、それぞれ1.3749、1.4969、1.4262です。
各成分のモル分率にその成分の屈折率を掛けてから、すべての積を合計して、混合物の推定屈折率を決定します。 ステップ2の例を続けると、混合物の屈折率は「n(混合物)=(0.337 * 1.3749)+(0.317 * 1.4969)+(0.346 * 1.4262)= 1.431」になります。