Вот уже более двадцати лет эта книга продолжает оставаться наиболее полной сводкой химических приложений рефрактометрии, включающей изложение теоретических основ и техники всех основных способов измерения показателей преломления.
При переиздании общая структура книги сохранена, но все разделы дополнены изложением важнейших работ семидесятых и начала восьмидесятых годов и сведениями о новых моделях рефрактометров. Одновременно изъяты описания устаревших приборов и большинство ссылок на работы, опубликованные до 1960 г.
В связи с возрастающим значением отражательной рефрактометрии как средства контроля технологических процессов, исследования тонких пленок, поверхностных слоев и поглощающих сред, написана новая глава, посвященная фотометрическим и эллипсометрическим методам измерения показателей преломления.
Характер изложения в главах, посвященных различным методам измерения показателей преломления, не одинаков. Техника измерений на широко распространенных приборах освещается более подробно и некоторые важные методические вопросы описаны детальнее, чем в других книгах и заводских инструкциях. Соответствующие главы (особенно VIII, IX и X) могут служить в качестве практических руководств, хотя, разумеется, они не предназначаются для замены прилагаемых к приборам описаний. Изложение более специальных методов (например, в гл. XII и XV) носит характер обзоров, предполагающих изучение цитируемых первоисточников.
Приведенная в конце книги аннотированная библиография работ по рефрактометрии и ее приложениям, содержащая более 800 названий, имеет и самостоятельное значение, но, конечно, не является исчерпывающей. Ссылки на работы, представляющие исторический интерес, даются в подстрочных примечаниях.
В подготовке третьего издания приняли участие специалисты по отдельным приложениям рефрактометрии: профессор Ленинградского университета В. Б. Татарский (автор гл. XIV об иммерсионном методе), сотрудники Института высокомолекулярных соединений АН СССР профессор С. Я- Френкель и канд. фнз.-мат. наук П. Н. Лавренко (авторы гл. XV об измерении градиентов показателей преломления), старшие научные сотрудники Государственного оптического института канд. хим. наук В. И. Пшеницын и канд. техн. наук Б. И. Молочников (авторы гл. XII о фотометрических и эллипсометрических методах). Б. И. Молочников является также автором параграфов 2 и 4 гл. XIII, параграфа 7 гл. VI и некоторых материалов о современном состоянии рефрактометрического приборостроения. Указанные разделы отредактированы мною.
Неоценимая помощь в подготовке текста к переизданию была оказана канд. хим. наук Ю. П. Арцыбашевой.
Профессор Ленинградского университета Б. В. Иоффе Октябрь 1982 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...............' . 3
Введение .................. 4
Часть первая
РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В
ХИМИИ.................. 8
Глава первая. Рефрактометрические константы...... 8
г о
\. Преломление и отражение света. Показатель преломления .... о
2. Соотношения между показателями преломления и поглощения ... 10
3. Зависимость показателя преломления от плотности и поляризуемости вещества. Удельная и молекулярная рефракция....... 12
4. Дисперсия света................ 19
5. Зависимость показателя преломления от температуры и давления . • . 23
6. Зависимость показателя преломления от состава растворов ... 27
Глава вторая. Рефрактометрические методы анализа и контроля
технологических процессов ....... 31
1. Рефрактометрические константы как критерий чистоты вещества и средство идентификации............. 32
2. Анализ двойных смесей.............. 33
3. Анализ тройных смесей.............. 36
4. Анализ 'методом добавки. Анализ гетерогенных систем..... 45
5. Применение рефрактометрии в объемном анализе...... 47
6. Анализ газов................. 49
7. Методы исследования промышленных материалов и биопродуктов сложного состава................. 50
Анализ сложных смесей, рассматриваемых как двойные .... 51
Анализ сложных смесей, рассматриваемых как тройные .... 52 Методы анализа, основанные на сочетании рефрактометрии с разде-
лением или удалением компонентов
52
Специальные рефрактометрические методы анализа нефтяных фракций 55 8. Применение рефрактометрии для контроля технологических процессов 57
Глава третья. Рефрактометрия в изучении взаимодействия и превращений компонентов химических систем.....60
1. Рефрактометрия как метод физико-химического анализа органических систем..................60
2. Использование рефрактометрии для изучения комплексообразования
и реакций в растворах электролитов .......... 66
3. Рефрактометрия в изучении фазовых превращений......67
4. Рефрактометрические методы в химической кинетике.....69
Глава четвертая. Применение молекулярной рефракции и дисперсии для установления строения химических соединений...........70
1. Аддитивность молекулярной рефракции органических веществ ... 70
2. Отклонения молекулярной рефракции от классической аддитивной схемы 75
3. Применение молекулярной рефракции для установления строения органических соединений...............81
4. Исследование твердых органических веществ, таутомеров и соединений
с сильно разветвленным скелетом.........'. . 84
5. Применение дисперсии для установления строения органических соединений ........'........... 87
6. Использование молекулярной рефракции при исследовании неорганических соединений................ 88
Глава и я т а я. Использование соотношений между рефрактометрическими константами и другими физико-химическими
свойствами............ 93
1. Рефрактометрия при определении моментов электрических диполей . . 93
2. Рефрактометрия при определении молекулярной массы полимеров методом рассеяния света .............. 95
3. Учет внутреннего поля при определении спектральных характеристик молекул и оптической активности ........ ... 96
4. Оценка размеров молекул, ионов и атомов ........ 98
5. Определение плотности, изменения объема и коэффициентов расширения 99
6. Вычисление молекулярных масс, термических и других свойств по рефрактометрическим данным............. 101
7. Классификация, установление строения и количественный анализ органических веществ............... '03
8. Оценка реакционной способности по рефрактометрическим данным . . 105
Часть вторая
ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ....... Ш7
Глава шестая. Метод призмы........... 107
1. Преломление лучей в призме и различные способы измерения показателя преломления материала призмы.......... 107
2. Измерение показателей преломления на гониометрах..... ПО
3. Отклонение лучей системой призм. Дифференциальные измерения показателей преломления.............. ИЗ
4. Рефрактометры, основанные на методе призмы....... 115
Рефрактометр Хильгер-Ченс............ 115
Рефрактометр Хильгер — Ченс........... И7
5. Измерение показателей преломления методом призмы в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра......... 119
Глава седьмая. Метод предельного угла........ 120
1. Полное внутреннее отражение света. Предельный угол..... 120
2. Определение показателей преломления методом предельного угла . . 122
3. Некоторые варианты метода предельного угла....... 124
Способ стеклянной полусферы........... 125
Способ призмы с цилиндрической гранью........ 126
Способ плоскопараллельных пластинок ......... 127
Измерение малых разностей показателей преломления жидкостей
по Гальваксу................ 129
4. Использование метода предельного угла в невидимых областях спектра 131
Глава восьмая. Рефрактометры типа Пульфриха...... 131
1. Принцип работы и конструкция........... 131
2. Подготовка к измерениям............. 135
3. Измерение показателей преломления жидкостей. Термостатирование . 138
4. Измерения при повышенных температурах и температурные поправки НО
5. Измерение показателей преломления твердых тел...... '43
6. Дифференциальные измерения. Измерение дисперсии..... 145
7. Проверка рефрактометров Пульфриха......... 146
8. Рефрактометр Пульфриха фирмы Цейсе......... |4°
9. Лабораторный автоматический рефрактометр ИРФ-455..... '50
Глава девятая. Рефрактометры типа Аббе....... 152
1. Особенности конструкции............. 152
2. Техника работы с жидкостями........... 156
3. Измерения при высоких и низких температурах...... 157
4. Работа с малыми количествами жидкостей........ 158
5. Измерение показателей преломления твердых тел и пластиков . . . 159
6. Измерение дисперсии при помощи компенсатора....... 161
7. Установка и проверка рефрактометров Аббе........ 165
8. Некоторые современные варианты рефрактометра Аббе..... 167
9. Специализированные рефрактометры Аббе........ 169
10. Прецизионные рефрактометры типа Аббе........ 172
Глава десятая. Рефрактометры предельного угла с неподвижными
призмой, шкалой и трубой....... 174
1. Погружной рефрактометр............. 174
2. Специализированные прецизионные рефрактометры...... 179
3. Упрощенные рефрактометры специального назначения..... 180
Глава одиннадцатая. Интерференционные методы измерения по-
казателей преломления
и Л ИР-2
Глава четырнадцатая. Иммерсионный метод
184
1. Интерференционные и дифракционные явления, используемые в реф-ракторметрии ................ 184
2. Основные типы интерферометров, применяемых в рефрактометрии . . 188
3. Лабораторный интерферометр Цейсса. Интерферометры ЛИР-1
195
4. Переносные интерферометры для технического газового анализа . . 202
5. Измерение показателей преломления методом Обреимова .... 205
6. Компенсационный рефрактометр Рыскина......... 207
7. Интерференционно-поляризационный метод измерения разности показателей преломления............... 211
8. Интерференционные методы измерения показателей преломления в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра...... 213
Глава двенадцатая. Методы измерения показателей преломления,
основанные на исследовании отраженного света . . 215
1. Связь энергетических и поляризационных характеристик отраженного света с показателями преломления.......... 215
2. Фотометрические методы............. 223
Измерение прозрачных сред............ 223
Измерение поглощающих сред........... 22&
3. Эллипсометрические методы............ 233,
Основные типы эллипсометров и погрешности измерений на них . . 234
Физико-химические приложения эллипсометрии....... 238
Глава тринадцатая. Проточные автоматические рефрактометры 240
1. Особенности автоматического измерения показателей преломления
в потоке.................. 241
2. Методы непрерывного контроля показателей преломления .... 242
3. Лабораторные регистрирующие рефрактометры....... 252
4. Промышленные автоматические рефрактометры....... 255
-260
1. Принцип метода и области применения......... 260
2. Иммерсионные среды.............. 262
3. Сравнение показателей преломления сред под микроскопом . . . 265
Полоска Бекке................ 265
Цветные полоски............... 267
Кольцевое экранирование ............ 267
Косое освещение и двойное диафрагмирование . ..... 268
4. Техника иммерсионного метода........... 270
Точность метода............... 270
Приготовление иммерсионного препарата и смена жидкости в нем 271
Методы термической, хроматической и двойной вариации .... 273
Определение главных показателей преломления кристаллов . . . 274
Метод вращающейся иглы............ 275
Метод Кофлера.........:..... 275
Глава пятнадцатая. Измерение градиентов показателя преломления 276
/
1. Области применения.............. 276
2. Методы совмещенных шкал и скрещенных диафрагм Филлота — Свеиссона ................. 279
3. Применение интерферометра Жамена.......... 284
Интерференционная приставка для ультрацентрифуг..... 284
Диффузомстр Шейблинга............ 284
4. Диффузометр Гун.............., 285
5. Применение интерферометра Рэлея для наблюдения за подвижными и неподвижными границами............. 286
6. Использование поляризационных интерферометров...... 289
Поляризациейно-интерфсрометрическая приставка Цветкова для ультрацентрифуг ......,......... 289
Диффузометр Цветкова............. 291
Поляризационный интерферометр Бсйтелыяпахера...... 293
Диффузометр Врингдаля............. 294
7. Новые методы регистрации градиентов показателя преломления . . 297
8. Устройство кювет общего назначения.......... 299
Диффузионные кюветы............. 299
Электрофоретические кюветы............ 303
Кюветы для ультрацентрифуг........... 304
Приложение
Таблица I. Обозначения и длины волн спектральных линий, применяемых в рефрактометрии.......... 306
Таблица II. Показатели преломления дистиллированной воды для желтой линии натрия............ 306
Таблица III. Показатели преломления воды для спектральных линий
водорода, гелия и ртути при температурах от 0 до 60 °С 307
Таблица IV. Показатели преломления органических жидкостей, рекомендуемых ШРАС в качестве стандартных образцов для
калибровки рефрактометров ......... 308
Таблица V. Абсолютные показатели преломления некоторых газов и
паров при нормальных условиях....... 309
Таблица VI. Показатели преломления По11'5 водных растворов кислот,
солей и оснований..... ..... 309
Таблица VII. Показатели преломления п020 водных растворов органических жидкостей............ 310
Таблица VIII. Показатели преломления водных растворов сахарозы . . 311
Таблица IX. Жидкости с высокими показателями преломления . . . 311
Таблица X. Пересчет единиц измерений......... 312
Литература.................. 312
Предметный указатель.............. 344
Цена: 150руб.
