ANALYTICKÁ CHEMIE  -  Refraktometrie

 

                                                                                        (Poslední aktualizace: 8.11. 2006)

 

 

 

 

 

 

 

 

1.      Vypočtěte hodnoty indexu lomu pro destilovanou vodu, byl-li  naměřen při teplotě vody 13ºC mezní úhel 48,58º  a při teplotě  27ºC mezní úhel 48,64º.                                                       [n¹³= 1,3335; n²⁷= 1,3323]

 

2.      Paprsek sodíkového světla čáry D dopadá na hladinu ethanolu  pod úhlem 50º30′ a při teplotě 20ºC se láme pod úhlem 34º30′ . Jaký je index lomu ethanolu ?                                                                          [1,3623 ]

 

3.      Monochromatický žlutý paprsek (čára D) dopadá ze vzduchu na  hladinu vody postupně pod úhly a₁= 30º , a₂= 45º , a₃= 60º.

      Pod  jakými úhly se lomí při teplotě                                           a) 20ºC ( ß₁, ß₂ , ß₃)

                                                                                                      b) 50ºC ( ß₄, ß₅ , ß₆)

      je-li index lomu n²⁰ = 1,33291, n⁵⁰ = 1,3290?

                             [ß₁= 22º2′, ß₂ = 32º2′, ß₃= 40º31′, ß₄= 22º6′, ß₅= 32º9′, ß₆ = 40º40′]

 

4.      Jaký je mezní úhel lomu vody ß_max, je-li n_D. = 1,33291?

                                                                                                               [48º36′40′′]

 

5.      Určete mezní úhel lomu pro dvojici prostředí diamant(1) -  vzduch(2). Absolutní index lomu diamantu je 2,42 a vzduchu  1,00.                                           [ß_{max =} 24º25′]

 

6.      Vypočtěte hodnotu mezního úhlu lomu pro látku o indexu lomu n  = 1,3861              [46º10′27′′]

 

7.      Vypočtěte hodnotu mezního úhlu pro látku, ve které byla  naměřena rychlost světla 225 030 km/s. Rychlost světla ve  vakuu c = 300 000 km/s.                                                                                         [48º35′57′′]

 

8.      Jaký bude úhel lomu, dopadá-li paprsek na rozhraní vzduch-diamant pod úhlem 65 . Index lomu diamantu N = 2,42. N(vzduchu) = 1,00.                                                                                                 [21º59′38′′]

 

9.      Vypočtěte rychlost světla v ethanolu, jestliže index lomu  ethanolu při 17,5ºC je 1,3619 a rychlost světla ve vakuu je  3.10⁸m/s.            [2,203 . 10⁸ m/s]

 

10.  Ověřte strukturu brombenzenu (M = 157,02 g/mol, hustota = 1,4914 g/cm³) výpočtem molární refrakce z experimentálně  určeného indexu lomu n_D=1,5598 (při 20ºC) a z atomových refrakcí pro: uhlík 2,418×10^-6 m³/mol, vodík 1,100×10^-6 m³/mol, brom 8,865×10^-6 m³/mol, dvojnou vazbu 1,733×10-6 m³/mol.

                                                  [RM = 3,404×10^-5 m³/mol, RM = 3,407×10^-5 m³/mol]

 

11.  Ověřte výpočtem molární refrakce strukturu isobutylalkoholu  (M = 74,12 g/mol, hustota = 0,8076 g/cm³), jehož n_D = 1,3959  (při 20ºC).

      Atomové refrakce pro: C=2,418×10^-6 m³/mol, H = 1,100×10^-6 m³/mol, O = 1,525×10^-6 m³/mol

                                        [R_M = 2,221×10^-5 m³/mol, R_M = 2,222×10^-5 m³/mol]

 

12.  Při methylaci cyklohexanonu diazomethanem CH₂N₂ vzniká za  odštěpení molekuly dusíku homolog C₇H₁₂O, o němž máme  rozhodnout, zda je to o-methylcyklohexanon, nebo  cykloheptanon. Produkt má tyto konstanty:

      M = 112,16 g/mol, hustota = 0,950 g/cm³, n_D = 1,4584 (při  20ºC).

      Atomové refrakce pro :        C   2,418 . 10^-6 m³/mol

                                                  H    1,100 . 10^-6 m³/mol

                                                   O    2,211 . 10^-6 m³/mol

                                                   7členný kruh     -0,10 . 10^-6 m³/mol

                                                                      [cykloheptanon R_M = 3,224 . 10^-5 m³/mol]

 

13.  Relativní molekulová hmotnost propanolu = 60,094, hustota =  0,8074 g/cm³ (při 17,5ºC) a index    lomu při téže teplotě n_D = 1,3861.

Vypočítejte z těchto údajů molární refrakci  buthanolu.                [22,24 cm³/mol]

 

14.  Látka, jejíž molekulový vzorec je C₃H₆O má při 20ºC hustotu =  0,8006 g/cm³ a index lomu 1,3641. Rozhodněte, zda má tato  látka vzorec CH₂=CH—CH₂—OH nebo CH₃—CO—CH₃.

Atomové refrakce pro : C       2,418 cm³/mol

                                     H       1,100 cm³/mol

                                     =O     2,210 cm³/mol

                                     O(ve skupině OH)    1,525 cm³/mol

                                     =(dvojná vazba)       1,733 cm³/mol

                                                                [CH₃—CO—CH₃]

 

15.  Vypočtěte hodnotu mezního úhlu lomu propanolu, jestliže znáte  hodnotu molární refrakce R_M=17,69 cm³/mol, hustota = 0,8074  g/cm³, M = 60,094 g/mol.                                                                             [45º57′6′′]

 

 16.  Zjistěte průměrnou hodnotu přírůstku molární refrakce v  homologické řadě monokarboxylových kyselin. Uvažujte pouze  první 4 členy homologické řady.

      Výsledky sestavte do tabulky:

 

Vzorec	M [g/mol]	hustota [g/cm3]	nD (20ºC)	RM	RM
HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH	46,06 60,05 74,08 88,11	1,2224 1,0493 0,9934 0,9582	1,3714 1,3719 1,3865 1,3980

                                                                     [4,5492.10^-6m³/mol]