Рефрактометрия
Рефрактометрический метод является одним из самых простых физико-химических методов анализа с затратой очень небольших количеств анализируемого вещества и проводится за очень короткое время. В фармацевтическом анализе этот метод применяется для идентификации лекарственных веществ, установления их чистоты и количественного анализа.
Рефрактометрический метод анализа основан на измерении показателя преломления анализируемого вещества. Показатель преломления - одно из основных физических свойств вещества: индивидуальное вещество, свободное от примесей, характеризуется определенным показателем преломления. Когда луч света переходит из одной прозрачной среды в другую, на границе сред направление его изменяется - луч преломляется.
Отношение скорости распространения света в воздухе (v$ к скорости распространения света в веществе (и2), равное отношению синуса угла падения луча света (а) к синусу угла его
преломления (р), называется показателем (коэффициентом) преломления (п) и является величиной постоянной для данной длины волны:
022_01
Величина показателя преломления зависит от природы вещества, длины световой волны, концентрации раствора, температуры.
Определение показателя преломления производят с помощью специального прибора, называемого рефрактометром. На практике применяются рефрактометры различных систем: лабораторный- РЛ, универсальный - РЛУ и др.
Показатель преломления обычно измеряют при 20 °С и длине волны 589,3 нм линии D спектра натрия (nD20). Пределы измерения показателей преломления 1,3-1,7.
Принцип работы на рефрактометрах основан на определении показателя преломления методом предельного угла (угол полного отражения света) (рис.2).
Устройство рефрактометра (рис. 3). Главной деталью рефрактометра является измерительная призма из оптического стекла, показатель преломления которого известен. Входная грань измерительной призмы, соприкасающаяся с исследуемым веществом, служит границей раздела, на которой происходит преломление и полное внутреннее отражение луча. Через выходную грань измерительной призмы в зрительную трубу наблюдают преломление или отражение света.
Порядок работы. 1. До начала измерений проверяют Чистоту соприкасающихся поверхностей призм.
2. Проверка нулевой точки. На поверхность измерительной призмы нанести 2-3 капли дистиллированной воды, осторожно закрыть осветительной призмой. Открыть осветительное оконце и установить в направлении наибольшей интенсивности источника света с помощью зеркала. Путем вращения винтов получить резкое, четкое, бесцветное разграничение светлого и темного поля в поле зрения окуляра. Вращая винт, нанести линию света и тени точно до совпадения с точкой пересечения линии в "Верхнем оконце окуляра. Вертикальная линия в нижнем оконце "окуляра указывает результат измерения - показатель преломления воды при 20 °С-1,333. В случае других показаний показатель преломления устанавливают винтом на 1,333, а при помощи ключа (регулировочный винт снять) приводят границу "света и тени к точке цересечения линий.
3. После установки прибора на нулевую точку приподнима-
ют камеру осветительной призмы, фильтровальной бумагой, марлевой или фланелевой салфеткой снимают воду. Затем наносят 1-2 капли исследуемого раствора на плоскость измерительной призмы, камеру закрывают. Вращают винты до совпадения границы света и тени с точкой пересечений линий. Пб шкале в нижнем оконце окуляра производят отсчет коэффициента преломления раствора. Концентрацию раствора определяют по соответствующим таблицам. При измерении концентрации растворов, температура которых отличается от 20°С, следует пользоваться иной таблицей.
4. После каждого определения необходимо обе камеры промыть водой и вытереть досуха фильтровальной бумагой или салфеткой, между камерами заложить прокладку из тонкого слоя ваты.
5. Определение концентрации по таблицам. Существуют таблицы для определения концентрации лекарственных средств, изготовленных весовым или весо-объемным методом. В таблицах приведены коэффициенты преломления и соответствующие им концентрации веществ. В некоторых таблицах приведены коэффициенты преломления с точностью до третьего знака. В этом случае концентрация, соответствующая значению показателя преломления, взятому с четвертым знаком, определяется интерполированием.
Пример. Коэффициент преломления раствора кальция хлорида 1,3453. Ближайшие показатели в таблице 1,3450 и 1,3460 - соответствующие концентрации 10% и 10,9%, разность между ними (0,9%) равна единице третьего знака. Отсюда концентрация испытуемого раствора составит:
Меры предосторожности при работе. Быстрее всего в приборе выходят из строя призмы, поэтому необходимо соблюдать следующие меры предосторожности при обращении с ними:
1. Перед определением показателя преломления призмы тщательно очищаются от грязи и пыли.
2. Не допускается измерение показателей преломления кислот и щелочей, так как они разъедают поверхность призм.
3. После измерений протирают поверхности призм чистой мягкой салфеткой, смоченной водой или спиртом, вытирают насухо и закладывают между призмами небольшую сухую чистую салфетку или вату.
4. Категорически запрещается: а) вращать винт, окрашенный красной краской; б) оставлять на продолжительное время между призмами исследуемую жидкость, особенно раствор кальция хлорида, так как поверхность призм после этого покрывается тонким матовым слоем и измерение показателя преломления становится невозможным.
27.06.2015