Kiedy światło przechodzi z jednego ośrodka do drugiego, na przykład z powietrza do szkła, zmienia się zarówno prędkość promieni świetlnych, jak i kierunek ich przemieszczania się. Naukowcy określają jako współczynnik załamania stosunek prędkości światła w próżni, która jest stała, do prędkości światła w ośrodku. Współczynnik załamania ośrodka jest proporcjonalny do zmiany kąta padania promieni świetlnych. Naukowcy zwykle przeprowadzają pomiary współczynnika załamania na stosunkowo czystych cieczach, aby zweryfikować ich czystość. Jednak pomiary współczynnika załamania światła mogą być również wykonywane na mieszaninach cieczy. Ponadto, jeśli eksperymentator zna tożsamość i ilości każdego składnika mieszaniny lub preparatu, może obliczyć szacunkowy współczynnik załamania światła.
Oblicz ułamek molowy X każdego składnika mieszaniny. Ułamek molowy danego składnika A jest wyrażony wzorem „X(A) = (mole A) / (mole wszystkich substancje)” a liczba moli substancji jest wyrażona przez mole = (gramy substancji) / (masa wzoru substancji).
Rozważmy na przykład mieszaninę 10,0 g heksanu, 10,0 g toluenu i 10,0 g cykloheksanu. Ciężary formuł tych substancji wynoszą odpowiednio 86,18, 92,14 i 84,16 gramów na mol. Mieszanina zawiera zatem 0,116, 0,109 i 0,119 moli tych związków. Ułamek molowy heksanu wynosi zatem X(heksan) = 0,116 / (0,116 + 0,109 + 0,119) = 0,337, podczas gdy ułamki molowe toluenu i cykloheksanu wynoszą odpowiednio 0,317 i 0,346.
Określ współczynniki załamania wszystkich składników mieszaniny. Informacje te są zwykle dostępne w książkach referencyjnych, takich jak „The Merck Index”, a także w internetowych bazach danych (patrz Zasoby). Kontynuując przykład z etapu 1, współczynniki załamania dla heksanu, toluenu i cykloheksanu wynoszą odpowiednio 1,3749, 1,4969 i 1,4262.
Pomnóż ułamek molowy każdego składnika przez współczynnik załamania tego składnika, a następnie zsumuj wszystkie produkty, aby określić szacowany współczynnik załamania mieszaniny. Kontynuując przykład z kroku 2, współczynnik załamania mieszaniny będzie wynosił „n (mieszanina) = (0,337 * 1,3749) + (0,317 * 1,4969) + (0,346 * 1,4262) = 1,431.