一、概述
光線自一種透明介質進入另一種透明介質的時候,由于在兩種介質中的傳播速度不同,使光線在兩種介質的平滑界面上發生折射。常用的折光率系指光線在空氣中的傳播速度與在供試品中的傳播速度的比值。根據折射定律,折光率是光線入射角的正弦與折射角的正弦的比值,即
式中,n為折光率;sini為入射角的正弦;sinr為折射角的正弦。
物質的折光率隨溫度或光線波長的改變而改變,透光物質的溫度升高,折光率變小;入射光的波長越短,折光率越大。折光率以表示,D為鈉光譜的D線,t為測定時的溫度。測定物質的折光率可以鑒別或檢查某些藥物的純雜程度,也可用于某些藥物的含量測定。
本法系用鈉光譜的D線(589.3nm)測定供試品相對于空氣的折光率(如用阿貝折光計,可用白光光源),除另有規定外,供試品溫度為20℃。測定用的折光計需能讀數至0.0001,測量范圍1.3-1.7。測定時應調節溫度至20℃±0.5℃(或各品種項下規定的溫度),測量后再重復讀數兩次,3次讀數的平均值即為供試品的折光率。
二、儀器
阿貝折光計由鏡筒、棱鏡、刻度裝置、反光鏡和底座組成。
棱鏡包括兩塊高折光率的鉛質玻璃棱鏡。上面一塊為光滑面的主要棱鏡,下面一塊為磨砂面的輔助棱鏡,用于盛放供試品。當光線被反射進入下棱鏡時,其磨砂表面變成無限多的光源,以各種角度通過供試液層,入射到上棱鏡,經折射后,以臨界光線為限進入目鏡而呈明暗分界線的視野。上下棱鏡合并時,中間有0.1-0.15mm的空隙。兩棱鏡接觸面的金屬框上有凹槽一條,便于滴加揮發性供試品。棱鏡四周有流水的金屬槽,借橡皮管與恒溫水浴連接,調節溫度,金屬槽旁有一小孔,可插入小型溫度計。刻度裝置由刻度尺柄與鏡筒以一平行軸連接,前后移動;刻度尺上面刻有鈉光照射在20℃±0.5℃時折光率的數字,并附有讀數放大鏡,旁有一棱鏡轉動手輪,調節轉動手輪,讀數的刻度尺可前后移動,測量范圍為1.3～1.7,最小讀數為0.0001。
三、測定方法
1.折光計的適用環境測定時將儀器置于有充足光線的平臺上,但不可受日光直射,并裝上溫度計,連接20℃恒溫水浴至少30分鐘或置20℃恒溫室中至少1小時,以保持穩定的溫度,然后使折射棱鏡上透光處朝向光源,將鏡筒拉向觀察者,使成一適當傾斜度,調整反射鏡,使視野內光線最亮為止。
2.折光計的校正測定前,折光計讀數必須采用純水或校正用棱鏡進行校正,純水的折光率20℃時為1.3330。
(1)用純水校正:將折光計棱鏡拉開,用丙酮洗凈,用擦鏡紙擦干,然后在下棱鏡滴上2～3滴純水,合上棱鏡鎖緊,轉動反光鏡,使目鏡視野明亮,旋轉手輪,使刻度標尺的讀數在純水的折光率附近,然后轉動色散調節手輪,消除虹彩色散,使視野的明暗分界線恰好位于十字交叉處,記下讀數。
(2)用校正用棱鏡校正:將儀器置于上述規定環境中,對折射棱鏡的拋光面加1-2滴溴代萘,再貼在校正用棱鏡的拋光面上然后按上述(1)項操作
(3)校正結果的評價:當讀數值與純水或校正用棱鏡規定值一致時,則不必校正,否則將折光計讀數調到規定值,再用螺絲刀微微旋轉鏡筒旁的小方孔內的螺絲,直至視野的明暗分界線恰好位于十字交叉處。
3.供試品的測定打開校正好的折光計棱鏡,用擦鏡紙蘸取少量丙酮將進光棱鏡和折射棱鏡擦凈。滴入供試品,立即閉合棱鏡。調節手輪使鏡筒內找到明暗交界線并與交叉線重合,若有虹彩色散,則轉動色散調節手輪使彩色漸漸消失,僅剩明暗清晰的分界線。重復測定3次,取其平均值,作為供試品的折光率。
4.結果判定將測定結果與規定的折光率比較,如果折光率的測定結果在規定的范圍內,則判為符合規定;否則,判為不符合規定。
四、注意事項
1.測定時,折光計必須置于光線充足且干燥的環境,否則會影響測定過程中的視野觀察效果。
2.溫度對物質的折光率有一定影響,因此溫度必須按照測定條件嚴格控制。
3.折光計不能測試具有強酸性、強堿性或腐蝕性的供試品。上下棱鏡清潔時不能用粗糙的紙擦拭。用玻棒或滴管滴加供試品時,不要觸及棱鏡,以防棱鏡造成劃痕。測固體供試品或用校正用棱鏡校正儀器時,只能將供試品或標準玻片置于測定棱鏡上,而不能關閉上下棱鏡。
4.加入供試品的量要適中,使在棱鏡上生成一均勻的薄層,同時勿使氣泡進入供試品,以免影響結果。測定揮發性液體時可將上下棱鏡關閉,將測定液沿棱鏡進樣孔流入,要隨加隨讀。
5.讀數時視野中的明暗分界線必須清晰,準確地位于十字交叉點上,除轉動色散調節手輪外,還應調整下部反光鏡或棱鏡的透光強度。
6.測定結束后,必須用能溶解供試品的試劑,將上下棱鏡擦拭干凈,晾干,放入儀器箱內,并放入硅膠防潮。