4. Refraktometrie: Kvalitativní stanovení alkoholů a kvantitativní stanovení sacharózy a NaCl

1. Tahem za držáky (na pravé straně přístroje) směrem od tubusu otevřeme komoru hranolu (je-li zapotřebí odaretujeme otevírání levým šroubem - není vidět na fotografii).
2. Oba hranoly očistíme buničitou vatou navlhčenou deionizovanou vodou, následovně buničitou vatou vlhčenou etanolem a nakonec vatou osušíme. Vodorovný hranol pokryjeme měřenou kapalinou a zavřeme (eventuální přebytečná kapalina vyteče boční drážkou).
3. Otevřeme páčku osvětlení (vpředu, směrem ke zdroji světla) ==> Platí jen pro typ AR3!
4. Pravým dolním šroubem pohybujeme rozhraním "šedá x bílá" tak, až umístíme rozhraní do středu záměrného kříže (viz. obr.). V případě potřeby lze rozhraní zaostřit horním pravým šroubem.

   Rozhraní "šedá x bílá" umístíme do středu záměrného kříže
   
   

   
   

5. Odečet hodnot na dolní stupnici: Na dolní stupnici odečítáme hodnoty indexu lomu (v našem případě pro alkoholy) ve stupních. Odečítáme na 4 desetinná místa, nejmenší úsek udává 0,0005 stupně, přesněji desetitisíciny odhadneme. Příklad odečtení hodnot 1,3344 a 1,3387 je uveden na dalším obrázku.
   
   

   Část dolní stupnice s příklady odečítání hodnot
   (jednotka je stupeň; odečítáme na 4 desetinná místa)
   
   

6. Odečet hodnot na horní stupnici: Na horní stupnici odečítáme hodnoty v procentech. Používáme ji pro zjištění koncentrace sacharózy. Nejmenší dílek představuje 0,25% (na stejnou hodnotu výsledky zaokrouhlujeme, tedy desetinná místa tvoří vždy 0,00; 0,25; 0,50 nebo 0,75%). Příklad odečtení hodnot 1,25% a 3,75% je uveden na následujícím obrázku.
   
   

   Část horní stupnice s příklady odečítání hodnot
   (jednotka je procento, odečítáme na 2 desetinná místa)
   
   
   
   

7. Mezi jednotlivými alkoholy hranoly vždy osušíme buničitou vatou, pak otřeme buničitou vatou navlhčenou etanolem a opět osušíme. Mezi sacharózami namísto etanolu použijeme deionizovanou vodu. Zvláště pečlivě čistíme hranoly po ukončení práce.

Celá úloha je umístěna v digestoři

1. Refraktometr uchopíme do levé ruky za tělo přístroje, odklopíme průhlednou plastovou destičku (kryt hranolu) a hranol pokryjeme zkoumanou kapalinou kapátkem (jen tak, aby kapalina zbytečně nestékala po přístroji).
2. Pomalu zavřeme kryt tak, aby se kapalina rovnoměrně rozprostřela po celé ploše. Na celém povrchu hranolu musí být souvislá vrstvička měřeného roztoku. Případné vzduchové bubliny se odstraní otevřením krytu a přidáním další kapky měřeného roztoku.
3. Stupnici prohlížíme přes okulár. Zaostříme na vlastní oči otáčením okuláru. Pro jasnost rozhraní, tedy mezní čáry, je nutné držet přístroj směrem ke zdroji světla (stropní osvětlení, okno apod.).
4. Naměřenou hodnotu odečteme v místě, kde mezní čára (rozhraní "tmavá × světlá") protíná stupnici.
5. Po zapsání výsledku odklopíme kryt hranolu a vzorek z obou ploch (jak hranolu, tak průhledné plastové destičky) setřeme čtvercem buničité vaty. Oba povrchy následně otřeme čtvercem buničité vaty navlhčeným v deionizované vodě, pak buničitou vatou navlhčenou etanolem a necháme oschnout.

POZOR: Pro měření roztoků různých látek nutno použít specifický ruční refraktometr. Černý refraktometr (ATAGO) použijeme pro měření sacharózy a modrý (Krüss) pro měření NaCl.

• v prvním sloupci tabulky nalezneme teplotu (= teplota laboratoře), při které byl vzorek měřen;
• v druhém řádku hlavičky tabulky nalezneme rozsah % Brix, ke kterému je naměřená hodnota vzorku nejblíže;
• v průsečíku nalezených sloupců a řádků opravnou hodnotu.

Tabulka 3. Korekční hodnoty % Brix v závislosti na teplotě (měřeno při vlnové délce 589 nm, 20°C)

Refraktometrem je možno stanovit přímo procentuální obsah sacharózy ve vodných roztocích. Cílem úlohy je srovnat koncentrace neznámých vzorků zjištěné stolním a ručním refraktometrem.

1. Stolním refraktometrem stanovíme koncentraci 3 roztoků sacharózy o neznámé koncentraci (odečti na horní stupnici cejchované v procentech). Každý roztok měříme 3krát (včetně nakapání). Výsledky vložíme do tabulky a doplníme statistickou analýzu (průměr, směrodatná odchylka výběrová, relativní a průměru).
2. Tytéž vzorky sacharózy změříme ručním refraktometrem. Každý roztok měříme 1krát. Výsledky přidáme do tabulky.
3. Průměrné hodnoty neznámých vzorků zjištěné stolním refraktometrem (bod 1) srovnáme s hodnotami těchže vzorků zjištěnými ručním refraktometrem (bod 2). Ke srovnání použijeme procentuální index shody.
   

1. Určení indexu lomu známých alkoholů: Změříme index lomu 8 známých alkoholů (tabulka 1). Každý odečet provádíme 3krát (včetně nakapání). Výsledky vložíme do tabulky, kterou doplníme statistickou analýzou (průměr, směrodatná odchylka výběrová, relativní a průměru). Mezi jednotlivými měřeními vždy hranoly nejprve osušíme, pak očistíme etanolem a opět osušíme (vše za použití buničité vaty).
   
   
   
   Tabulka 1. Indexy lomu vybraných alkoholů
   
   

   alkohol	nD20
   metanol	1,3286
   etanol	1,3613
   propan-1-ol	1,3854
   butan-1-ol	1,3993
   butan-2-ol (isobutanol)	1,3958
   pentan-1-ol (amylalkohol)	1,4099
   propan2-on (aceton)	1,3591
   oktan-1-ol	1,4304

   
   
   
2. Určení neznámého alkoholu na základě změřeného indexu lomu: Změříme 3 vzorky neznámých alkoholů, každý 3krát. Výsledky přidáme do tabulky indexu známých alkoholů (viz. bod 1), a opět doplníme statistickou analýzou (viz. bod 1). Zjištěné průměrné hodnoty indexu lomu vzorků srovnáme s tabulkovými (viz. tabulka 1) a námi zjištěnými hodnotami indexu zlomu (bod 1). Významnost výsledků vyjádříme procentuálním intervalem shody. Vše vložíme do přehledné tabulky (příklad viz. tabulka 2). Na základě těchto srovnání identifikujeme neznámý alkohol.
   
   
   
   Tabulka 2. Příklad tabulky identifikace dvou neznámých alkoholů
   
   

   Legenda:
   tab - hodnoty z tabulky definované pro 20 ^oC
   exp - experimentálně zjištěné hodnoty za našich podmínek (průměry ze 3 stanovení)
   index lomu vzorku - experimentálně zjištěná průměrná hodnota indexu lomu vzorku
   exp x tab - srovnání experimentálně zjištěné průměrné hodnoty indexu lomu vzorku s tabulkovými hodnotami různých alkoholů (I, II - označení vzorků)
   exp x exp - srovnání experimentálně zjištěné hodnoty indexu lomu vzorku s experimentálně zjištěnými hodnotami různých alkoholů (I, II - označení vzorků)
   ± int shody[%] - vypočítaný interval shody [%] (jeho nejnižší hodnotu použijeme pro identifikaci)
   
   Výpočet intervalů shody pro tabulku 2:
   1. nechť tabulkové / experimentální hodnoty indexu lomu alkoholů = 100%.
   2. vyjádři průměrný index lomu neznámého vzorku jako procento tabulkové / experimentální hodnoty.
   3. jestliže zjištěná procentuální hodnota je vyšší než 100, do tabulky vlož ==> výsledná hodnota -100.
   4. jestliže zjištěná procentuální hodnota je nižší než 100, do tabulky vlož ==> 100 - výsledná hodnota.

Koncentraci NaCl ve vodném roztoku změříme ručním refraktometrem.