實驗2 測定乙醇的含量

1、實驗二 乙醇溶液含量的測定I. 實驗目的 (1)了解阿貝折射儀測定液體折射率的測量原理；(2)熟悉阿貝折射儀的使用方法；(3)研究乙醇的折射率與其濃度的關系。II. 實驗原理阿貝折射儀就是專門用于測量透明或半透明液體的折射率的儀器。折射率是透明材料的重要物理常數(shù)之一，與物質的結構有關，在一定條件下，純物質具有恒定的折射率。常被用來鑒定未知物或鑒定物質的純度。測定值越接近文獻值，表明樣品的純度越高。 光線從一種介質進入另一種不同介質時，由于光傳播速度的不同，造成其傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象成為折射現(xiàn)象。通常把光在空氣中的傳播速度與其在待測物中的傳播速度速度之比稱為折射率。由折射定律知，波長一定的單色

2、光，在一定溫度下，由介質A進入另一介質B時（如圖1），入射角i與折射角r的正弦之比與這兩個介質的折射率N（介質A）與n（介質B）有以下關系： （1） 圖1 光的折射現(xiàn)象若介質A是真空，則定其N=1，入射角的正弦與折射角的正弦之比，稱為該介質的絕對折射率，簡稱折射率，用n表示： 通常測定的折射率都是以空氣作為比較標準的。任何均勻物質的折射率與該物質的化學性質、溫度以及光的波長有關，同一物質在相同溫度下對同一波長單色光的折射率為一常數(shù)。通常在折射率符號n右方注明測量時的介質溫度()和所用單色光的波長，例如：nD20表示20時該介質對鈉光D線的折射率。溶液折射率的大小也依賴于溶液的濃度，因此，可用折

3、射法測溶液的濃度。本實驗利用阿貝折射儀測定一系列已知準確濃度的乙醇溶液的折射率，用折射率對濃度作圖，可求待測乙醇溶液的濃度。III. 實驗儀器和藥品儀器：阿貝折射儀藥品：已知濃度的乙醇溶液，未知濃度的乙醇溶液IV. 實驗技術1. 阿貝折射儀的測定原理 如圖2所示當光線從光密介質進入光疏介質，則入射角小于折射角，改變入射角可使折射角為90o，此時入射角稱為全反射臨界角。沿掠射的光線經面折射后以全反射臨界角進入折射棱鏡，然后以角從面進入空氣中。所有入射角小于90o的入射光線經面折射后的折射角均小于臨界角，在邊出射時光線均在光線上方。因此，用阿貝折射儀觀察時能夠看到明暗分界的現(xiàn)象，分界線即對應著光線

4、，就是臨界角的位置。不同折射率有不同的臨界角，故一定的角對應于一定的折射率值。根據光路原理圖，可以得出以下關系： （2）若已知角和棱鏡的折射率，測出角就可以計算出被測物質的值。圖2. 阿貝折射儀測量折射率原理圖2阿貝折射儀的使用方法 阿貝折射儀外形如圖.3所示。使用方法如下：(1) 儀器的安裝。儀器應放在光線充足的實驗臺上，或用普通白熾燈作為光源。在精密測定時，棱鏡保溫夾套內應通入恒溫水，恒溫水可由超級恒溫槽供給。1.底架               &#

5、160; 2.棱鏡轉動手輪 3.圓盤組（內有刻度板） 4.小反光鏡5.讀數(shù)鏡筒             6.目鏡      7.望遠鏡筒             8.阿西米棱鏡手輪           9.色散

6、值刻度圈        10.棱鏡鎖緊扳手 11.棱鏡組             12.反光鏡             圖.3 阿貝折射儀外形示意圖(2) 清洗棱鏡鏡面松開鎖鈕，開啟輔助棱鏡，使鏡面處于水平位置。用滴管滴加少量丙酮洗鏡面(用滴管時注意勿使管尖觸碰鏡面)。必要時可用擦鏡紙輕輕揩拭鏡面(

7、切勿用濾紙)。待鏡面干燥或用擦鏡紙吸干后即可使用。(3) 加樣滴加數(shù)滴試樣于輔助棱鏡的毛玻璃面上，閉合棱鏡，旋緊鎖鈕。(4) 對光 轉動棱鏡轉動旋鈕，使刻度盤標尺上的示值為最小。調節(jié)底部反光鏡，同時從測量望遠鏡中觀察，使視野最亮。調節(jié)目鏡，使視野十字線最清晰。(5) 測定轉動棱鏡轉動旋鈕，使刻度標尺上的示值逐漸增大，當視野出現(xiàn)明暗分界線和彩色光帶(白光的色散現(xiàn)象)時，轉動消色散(阿米西棱鏡)旋鈕，使視野的明暗界線達到最清晰。再精細調節(jié)棱鏡位置，使明暗界線正好位于十字線的交叉點上，如此時出現(xiàn)微色散，重調消色散旋鈕使界線清晰(見圖4a)。 (6) 讀數(shù)讀數(shù)時先打開刻度盤罩殼上方的讀數(shù)小窗，使光線射

8、入，從讀數(shù)望遠鏡中，讀出標尺上相應的示值(如圖4b)。為了減小誤差，應轉動棱鏡，重復測定3次(每次讀數(shù)相差不宜大于0.0002)，記錄讀數(shù)，取3次讀數(shù)的平均值處理數(shù)據。測定完畢，用丙酮洗凈鏡面，再用擦鏡紙吸干。圖4 阿貝折射儀目鏡視場圖 V. 實驗步驟 按實驗技術所述阿貝折射儀的使用方法，依次測定蒸餾水和10，20，30，40，50乙醇水溶液的折射率。讀數(shù)至小數(shù)點后第4位(最后1位是估計數(shù))，每次讀數(shù)后轉動棱鏡重新讀數(shù)，讀取3次讀數(shù)。再測未知乙醇溶液的折射率。測量完畢，用丙酮洗凈鏡面，再用擦鏡紙吸干。VI. 實驗數(shù)據記錄 將所測得實驗數(shù)據記錄于表1中。 表1 阿貝折射儀測定乙醇溶液的含量 室溫： 大氣壓： 儀器編號：樣品已 知 濃 度 乙 醇 水 溶 液 待測乙醇溶液濃度%01020304050折射率123平