折光率测定方法介绍及注意事项
一、概述
光线自一种透明介质进入另一种透明介质的时候,由于在两种介质中的传播速度不同,使光线在两种介质的平滑界面上发生折射。常用的折光率系指光线在空气中的传播速度与在供试品中的传播速度的比值。根据折射定律,折光率是光线入射角的正弦与折射角的正弦的比值,即
式中,n为折光率;sini为入射角的正弦;sinr为折射角的正弦。
物质的折光率随温度或光线波长的改变而改变,透光物质的温度升高,折光率变小;入射光的波长越短,折光率越大。折光率以表示,D为钠光谱的D线,t为测定时的温度。测定物质的折光率可以鉴别或检查某些药物的纯杂程度,也可用于某些药物的含量测定。
本法系用钠光谱的D线(589.3nm)测定供试品相对于空气的折光率(如用阿贝折光计,可用白光光源),除另有规定外,供试品温度为20℃。测定用的折光计需能读数至0.0001,测量范围1.3-1.7。测定时应调节温度至20℃±0.5℃(或各品种项下规定的温度),测量后再重复读数两次,3次读数的平均值即为供试品的折光率。
二、仪器
阿贝折光计由镜筒、棱镜、刻度装置、反光镜和底座组成。
棱镜包括两块高折光率的铅质玻璃棱镜。上面一块为光滑面的主要棱镜,下面一块为磨砂面的辅助棱镜,用于盛放供试品。当光线被反射进入下棱镜时,其磨砂表面变成无限多的光源,以各种角度通过供试液层,入射到上棱镜,经折射后,以临界光线为限进入目镜而呈明暗分界线的视野。上下棱镜合并时,中间有0.1-0.15mm的空隙。两棱镜接触面的金属框上有凹槽一条,便于滴加挥发性供试品。棱镜四周有流水的金属槽,借橡皮管与恒温水浴连接,调节温度,金属槽旁有一小孔,可插入小型温度计。刻度装置由刻度尺柄与镜筒以一平行轴连接,前后移动;刻度尺上面刻有钠光照射在20℃±0.5℃时折光率的数字,并附有读数放大镜,旁有一棱镜转动手轮,调节转动手轮,读数的刻度尺可前后移动,测量范围为1.3～1.7,最小读数为0.0001。
三、测定方法
1.折光计的适用环境测定时将仪器置于有充足光线的平台上,但不可受日光直射,并装上温度计,连接20℃恒温水浴至少30分钟或置20℃恒温室中至少1小时,以保持稳定的温度,然后使折射棱镜上透光处朝向光源,将镜筒拉向观察者,使成一适当倾斜度,调整反射镜,使视野内光线最亮为止。
2.折光计的校正测定前,折光计读数必须采用纯水或校正用棱镜进行校正,纯水的折光率20℃时为1.3330。
(1)用纯水校正:将折光计棱镜拉开,用丙酮洗净,用擦镜纸擦干,然后在下棱镜滴上2～3滴纯水,合上棱镜锁紧,转动反光镜,使目镜视野明亮,旋转手轮,使刻度标尺的读数在纯水的折光率附近,然后转动色散调节手轮,消除虹彩色散,使视野的明暗分界线恰好位于十字交叉处,记下读数。
(2)用校正用棱镜校正:将仪器置于上述规定环境中,对折射棱镜的抛光面加1-2滴溴代萘,再贴在校正用棱镜的抛光面上然后按上述(1)项操作
(3)校正结果的评价:当读数值与纯水或校正用棱镜规定值一致时,则不必校正,否则将折光计读数调到规定值,再用螺丝刀微微旋转镜筒旁的小方孔内的螺丝,直至视野的明暗分界线恰好位于十字交叉处。
3.供试品的测定打开校正好的折光计棱镜,用擦镜纸蘸取少量丙酮将进光棱镜和折射棱镜擦净。滴入供试品,立即闭合棱镜。调节手轮使镜筒内找到明暗交界线并与交叉线重合,若有虹彩色散,则转动色散调节手轮使彩色渐渐消失,仅剩明暗清晰的分界线。重复测定3次,取其平均值,作为供试品的折光率。
4.结果判定将测定结果与规定的折光率比较,如果折光率的测定结果在规定的范围内,则判为符合规定;否则,判为不符合规定。
四、注意事项
1.测定时,折光计必须置于光线充足且干燥的环境,否则会影响测定过程中的视野观察效果。
2.温度对物质的折光率有一定影响,因此温度必须按照测定条件严格控制。
3.折光计不能测试具有强酸性、强碱性或腐蚀性的供试品。上下棱镜清洁时不能用粗糙的纸擦拭。用玻棒或滴管滴加供试品时,不要触及棱镜,以防棱镜造成划痕。测固体供试品或用校正用棱镜校正仪器时,只能将供试品或标准玻片置于测定棱镜上,而不能关闭上下棱镜。
4.加入供试品的量要适中,使在棱镜上生成一均匀的薄层,同时勿使气泡进入供试品,以免影响结果。测定挥发性液体时可将上下棱镜关闭,将测定液沿棱镜进样孔流入,要随加随读。
5.读数时视野中的明暗分界线必须清晰,准确地位于十字交叉点上,除转动色散调节手轮外,还应调整下部反光镜或棱镜的透光强度。
6.测定结束后,必须用能溶解供试品的试剂,将上下棱镜擦拭干净,晾干,放入仪器箱内,并放入硅胶防潮。
