Предлагаемая вниманию читателей книга является результатом переработки и значительного расширения «Руководства по рефрактометрии», * которое в части техники рефрактометрических измерений ограничивалось наиболее важным для химиков методом предельного угла и описанием самых распространенных типов рефрактометров.
Новая книга представляет собой первую попытку изложения всех аспектов химических приложений рефрактометрии, включая все основные методы измерения показателей преломления. Широкое распространение рефрактометрических методов в самых различных областях химии и разнообразие применяемых, способов измерений чрезвычайно затрудняют создание достаточно полной и подробной монографии такого типа. При современном состоянии науки подобная задача выходит за пределы возможностей одного человека, поэтому к работе над книгой были привлечены специалисты по отдельным рефрактометрическим методам.
Главу об иммерсионном методе, широко применяемом в минералогии и все чаще используемом химиками, написал профессор Ленинградского университета В. Б. Татарский.
Обзор рефрактометрических методов определения градиентов концентраций, которые за последние двадцать лет приобрели большое значение, особенно в химии высокомолекулярных соединений и биохимии, написал старший научный сотрудник Института высокомолекулярных соединений АН СССР С. Я. Френкель (глава тринадцатая).
Одиннадцатая гл; ., (интерференционные методы) составлена научным сотруд .иком Института химии силикатов АН СССР Я. И. Рыскиным при участии автора. Последние параграфы VI, VII и XI глав написаны совместно с мл. научн. сотр. О. В. Свердловой.
* Б. В. Иоффе, Руководство по рефрактометрии для химиков. Изд. ЛГУ, 1956.
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 главах VI и XIII) носит характер обзоров, предполагающих обязательное дальнейшее изучение указываемых статей и методических руководств.
Объем книги не позволил осветить некоторые особые приложения рефрактометрии, и в ряде случаев пришлось ограничиться ссылками на оригинальную литературу. В конце книги имеется подробная библиография по рефрактометрии и ее приложениям (около 700 названий). Кроме того, в подстрочных примечаниях дается ряд ссылок на работы, представляющие исторический интерес. Список рекомендуемой литературы содержит все нужные для читателя-химика источники по технике измерений. Однако из чрезвычайно обширной литературы по химическим приложениям рефрактометрии указаны лишь основные и более новые работы, необходимые при первоначальном ознакомлении с предметом.
Кроме большого числа справочных таблиц, пополненных новейшими данными, приводятся вспомогательные расчетные таблицы функции Лорентц — Лоренца и ее логарифмов, впервые публикуемые для широкого интервала показателей преломления от 1,200 до 1,999, а также удобные таблицы поправок для определения плотностей пикнометрическим методом.
Считаю своей приятной обязанностью поблагодарить многих специалистов — химиков и физиков, советами которых я пользовался при подготовке книги.
Б. В. Иоффе
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие............................. 3
Введение............................... 5
Часть первая
Рефрактометрические константы и их применение в химии
Глава первая. Рефрактометрические константы.
1. Показатель преломления.................... И
2. Зависимость показателя преломления от плотности и поляризуемости вещества. Удельная и молекулярная рефракция..... 13
3. Дисперсия света........................ 121
4. Зависимость показателя преломления от температуры и давления 27
5. Зависимость показателя преломления от состава растворов ... 29
Глава вторая. Рефрактометрические методы анализа.
1. Рефрактометрические константы как критерий чистоты вещества и средство идентификации.................. 33
2. Рефрактометрический анализ двойных смесей.......... 35
3. Рефрактометрический анализ тройных смесей.......... 38
4. Рефрактометрический анализ методом добавки. Анализ гетерогенных систем.......................... 45
5. Рефрактометрические методы исследования промышленных материалов и биопродуктов сложного состава............ 47
Анализ сложных смесей, рассматриваемых как двойные . . 48
Анализ сложных смесей, рассматриваемых как тройные . _. 48
Методы анализа, основанные на упрощении состава смесей 49 Специальные рефрактометрическе методы анализа нефтяных
фракций......................... 51
6. Рефрактометрические методы газового анализа......... 54
7. Применение рефрактометрии в объемном анализе........ 56
Глава третья. Рефрактометрия в изучении взаимодействия и превращений компонентов химических систем.
1. Рефрактометрия как метод физико-химического анализа органических систем........................ 58
2. Попытки использования рефрактометрии для изучения комплексо-образования и диссоциации в растворах электролитов . . . . . 61
3. Рефрактометрические методы изучения фазовых превращений . . 64
4. Рефрактометричекие методы в химической кинетике...... 65
379
Глава четвертая. Применение молекулярной рефракции и дисперсии для установления строения химических соединений.
1. Аддитивность молекулярной рефракции органических веществ . . 68
2. Отклонения молекулярной рефракции от классической аддитивной схемы........................... 72
3. Применение молекулярной рефракции для установления строения органических соединений.................... 80
4. Исследование твердых органических веществ, таутомеров и соединений с сильно разветвленным скелетом........... 88
5. Применение дисперсии для установления строения органических соединений .......................... 91
6. Использование молекулярной рефракции при исследовании неорганических соединений .............. ....... 94
Глава пятая. Использование соотношений между рефрактометрическими константами и другими физическими свойствами.
1. Рефрактометрические измерения при определении дипольных моментов .............................101
2. Рефрактометрические измерения при определении молекулярного веса полимеров методом рассеяния света............103
3. Определение размеров молекул, ионов и атомов........105
4. Вычисление молекулярных весов, термических и других свойств
по рефрактометрическим данным................106
5. Классификация, установление строения и количественный анализ органических веществ..................... 109
Часть вторая Измерение показателей преломления
Г л а р а шестая. Метод призмы.
1. Преломление лучей в призме и различные способы измерения показателя преломления материала призмы...........115
2. Измерение показателей преломления на гониометрах ..'.... 118
3. Отклонение лучей системой призм. Дифференциальные измерения показателей преломления....................121
4. Рефрактометры, основанные на методе призмы.........123
Рефрактометр Эйкмана...................123
Рефрактометр Хильгер — Ченс...............125
Рефрактометр Джелли ...................128
5. Измерение показателей преломления методом полой призмы
в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.....129
Глава седьмая. Определение показателя преломления методом предельного угла.
1. Полное внутреннее отражение света. Предельный угол.....133
2. Определение показателей преломления методом предельного угла..............................135
3. Некоторые варианты метода предельного угла.........138
Способ стеклянной полусферы...............138
Способ плоскопараллельных пластинок.........• ¦ 140
Измерение малых разностей показателей преломления жидкостей по Гальваксу.................... 141
4. Использование метода предельного угла в невидимых областях спектра............................143
.Ч8П
Глава восьмая. Рефрактометры типа Пульфриха.
1. Принцип работы и конструкция. Рефрактометр ИРФ-23.....144
2. Подготовка к измерениям...................148
3. Измерение показателей преломления жидкостей. Термостатирова-
ние . , . ........................... 154
4. Измерения при высоких температурах и температурные поправки 158
5. Измерение показателей преломления твердых тел в крупных кусках. Рефрактометр ИРФ-25................. 162
6. Измерение показателей преломления порошков......... 164
7. Дифференциальные измерения. Измерение дисперсии...... 165
8. Рефрактометры Пульфриха фирмы Цейсе............ 167
9. Проверка рефрактометров Пульфриха.............170
10. Прецизионный рефрактометр типа Пульфриха — Гилда.....173
Глава девятая. Рефрактометры типа Аббе.
1. Особенности конструкции................... 179
2. Техника работы с жидкостями................. 183
3. Измерения при высоких и низких температурах ........ 184
4. Работа с малыми количествами жидкостей .'.......... 186
5. Измерение показателей преломления твердых тел и пластиков . 187
6. Измерение дисперсии при помощи компенсатора........ 189
7. Установка и проверка рефрактометров Аббе.......... 193
8. Некоторые варианты основной модели рефрактометра Аббе. Рефрактометр РЛУ........................ 195
9. Рефрактометр ИРФ-22..................... 197
10. Рефрактометры РЛ.......................199
11. Прецизионный рефрактометр типа Аббе .............203
Глава десятая. Рефрактометры предельного угла с неподвижными призмой, шкалой и трубой.
1. Погружной рефрактометр ................... 205
2. Рефрактометры РПЛ и РПЛ-2................. 211
3. Рефрактометры РПП, РМ и РЖ................ 213
4. Упрощенные рефрактометры специального назначения..... 215
Глава одиннадцатая. Интерференционные методы измерения
показателей преломления.
1. Интерференционные и дифракционные явления, используемые
в рефрактометрии.....................- . . 218
2. Основные типы интерферометров, применяемых в рефрактометрии ..............................223
3. Лабораторный интерферометр Цейсса. Интерферометры ИТР-1 и ИТР-2.............................227
4. Переносные интерферометры для технического газового анализа 235
5. Измерение показателей преломления методом Обреимова. Рефрактометр ИРМ-1.........................237
6. Компенсационный рефрактометр РК-1 .............241
7. Интерференционные методы измерения показателей преломления
в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.....246
Глава двенадцатая. Иммерсионный метод.
1. Иммерсионные среды .....................251.
2. Сравнение показателей преломления сред под микроскопом . . . 253
Полоска Бекке......................254
Цветные полоски . "...................255
381
Эффект косого освещения................ 257
Двойное диафрагмирование ............... 257
3. К практике иммерсионного метода............... 258
Точность метода..................... 258
Приготовление иммерсионного препарата и смена жидкости
в нем.......................... 259
Методы термической, хроматической и двойной вариации . 260 Об определении главных показателей преломления кристаллов ......................... 261
4. Применение иммерсионного метода............... 263
Глава тринадцатая. Измерение градиентов показателя преломления.
1. Области применения......................268
2. Метод совмещенных шкал...................271
. 3. Метод скрещенных диафрагм и цилиндрической линзы Филь-
пота — Свенссона ....................... 278
4. Применение интерферометра Жамена. Диффузиометр Шейблинга 282
5. Диффузиометр Гун....................... 284
6. Применение интерферометра Рэлея для наблюдения за неподвижными и подвижными границами.............. 286
7. Использование поляризационных интерферометров. Диффузиометр В. Н. Цветкова......................289
8. Устройство кювет....................... 292
Справочные таблицы
I. Обозначения и длины волн спектральных линий, применяемых в рефрактометрии ..................... .... 301
II. Показатели .преломления воды для спектральных линий водорода, гелия и ртути при температурах от 0 до 60°..........302
III. Показатели преломления дистиллированной воды для желтой линии натрия............................303
IV. Температуры кипения, плотности, показатели преломления, их температурные коэффициенты и дисперсия органических жидкостей ........................'.....304
V. Абсолютные показатели преломления некоторых газов при нормальных условиях.......................311
VI. Показатели преломления водных растворов метилового спирта при
15, 17,5 и 20°.........................312
VII. Показатели преломления водных растворов этилового спирта при
15, 17,5 и 20°.........................312
VIII. Показатели преломления водных растворов пропилового и изо-
пропилового спиртов при 15 и 20°...............313
IX. Показатели преломления Яд водных растворов гликолей .... 313
X. Показатели преломления водных растворов глицерина ...... 314
XI. Показатели преломления водных растворов сахарозы...... 315
XII. Поправки на температуру для рефрактометрического анализа
водных растворов сахарозы.................. 316
XIII. Показатели преломления водных растворов ацетона...... 317
XIV. Показатели преломления водных растворов уксусной кислоты • • 317
XV. Показатели преломления я^'0 водных растворов кислот, солей и
оснований...........................318
XVI. Константы Кп Ддя определения состава двойных углеводородных
смесей по показателю преломления..............319
XVII. Показатели преломления двойных смесей, употребляемых для
определения эффективности ректификационных колонок.....321
XVIII. Атомные рефракции и дисперсии важнейших элементов в органи- ^
XIX. деопГнит0еТныёИдЯанные к «c«ie ™i^ рефракций Эйзенлор, Ш XX. Атомные и групповые рефракции...............32g
х?н Х^ктеГстикТнекоторых оптических стекол' \ \ \ \ \ . . . - 330
XXHL ЖиРдкоТсетГс высокими показателями преломления...... . Жй
XXIV Показатели преломления жиров и масел.........
XXV. Показатели преломления эфирных масел............
Вспомогательные расчетные таблицы
¦ значения функции ?=^.10* для п от 1,200 до 1,999......... 337
Поправки для пересчета удельного веса в воздухе в значения плотности 339
п1 — 1 ... 340
Четырехзначные мантиссы lg^-qr2.............
Поправки на изменение объема пикнометра с температурой.......344
v ..........347
Литература.....................
375
Предметный указатель...............
Цена: 150руб.
