Когда свет переходит из одной среды в другую, например из воздуха в стекло, меняются как скорость световых лучей, так и направление их движения. Ученые называют отношение скорости света в вакууме, которое является постоянным, к скорости света в среде показателем преломления. Показатель преломления среды пропорционален изменению угла падения световых лучей. Ученые обычно проводят измерения показателя преломления относительно чистых жидкостей, чтобы проверить их чистоту. Однако измерения показателя преломления также могут выполняться на смесях жидкостей. Кроме того, если экспериментатор знает идентичность и количество каждого компонента смеси или состава, он или она может рассчитать предполагаемый показатель преломления.
Рассчитайте мольную долю X каждого компонента смеси. Мольная доля данного компонента A определяется как «X (A) = (моль A) / (моль всех вещества) ", а количество молей вещества выражается как моль = (граммы вещества) / (вес формулы вещества).
Например, рассмотрим смесь 10,0 г гексана, 10,0 г толуола и 10,0 г циклогексана. Формула веса этих веществ составляет 86,18, 92,14 и 84,16 грамма на моль соответственно. Таким образом, смесь содержит 0,116, 0,109 и 0,119 моль 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.
Определите показатели преломления всех компонентов смеси. Эта информация обычно доступна в справочниках, таких как «Индекс Мерк», а также в онлайн-базах данных (см. Ресурсы). Продолжая пример из шага 1, показатели преломления гексана, толуола и циклогексана равны 1,3749, 1,4969 и 1,4262 соответственно.
Умножьте мольную долю каждого компонента на показатель преломления этого компонента, затем просуммируйте все произведения, чтобы определить расчетный показатель преломления смеси. Продолжая пример из шага 2, показатель преломления смеси будет «n (смесь) = (0,337 * 1,3749) + (0,317 * 1,4969) + (0,346 * 1,4262) = 1,431».