Refraktometri

Refraktometri, her ortamın kırılma indisinin farklı olması prensibini kullanarak, konsantrasyon ve madde miktarı gibi tayinleri yapmaya yarayan bir yöntemdir.

Kırılma indisi her maddeye özgü bir fiziksel özelliktir, bu sebeple kalitatif ve kantitatif analizlerde kullanabileceğimiz bir metoddur. Günümüzde organik bileşiklerin kantitatif analizinde NMR, infrared spektroskopisi gibi yöntemler daha çok tercih edilmektedir.

Bir ortamın kırılma indisine n, elektromanyetik ışımanın vakumdaki hızına c, elektromanyetik ışımanın bu ortamdaki hızına da v dersek, şöyle bir bağıntı elde ederiz:

n = c / v

Benzer maddelerin kırılma indisleri birbirine çok yakın olduğundan ( 1.25 -1.80 arası) ±0.001 duyarlılıkla ölçüm yapabilmemiz gerekir.

Işının bir ortama geliş açısına i, yansıma açısına da r dersek eğer, Snell Yasasına göre şöyle bir bağıntı yazabiliriz:

sini / sinr = v1 / v2 = n1 / n2

v1: Işının 1. ortamdaki hızı
v2: Işının 2. ortamdaki hızı
n1: 1. ortamın indisi
n2: 2. ortamın indisi
Işının geliş açısı, ışının hızı ve ortamın indisi ile orantılıdır. Işının geliş ve yansıma açılarını bilmemiz halinde, iki ortamın kırılma indislerinin oranlarını bulabiliriz. Ya da bir ortamın indisini biliyorsak, diğer ortamın indisini de bu bağıntı sayesinde hesaplayabiliriz.

Kırılma indisleri farklı olan bölgelerde ışının hareketi iki şekilde gerçekleşir:

n2 > n1 koşulunda, i geliş açısı, r yansıma açısından daha büyük olacaktır. Geliş açısı büyüdükçe, kırılma açısı da büyür. Buna rağmen geliş açısı, kırılma açısından her zaman daha büyüktür.

n1 > n2 koşulunda, yüksek yoğunluklu ortamdan düşük yoğunluklu ortama geçiş sırasında yansıma açısı, geliş açısından daha büyüktür. Geliş açısı büyüdükçe, yansıma açısı da 90º‘ye yaklaşır.