Brechzahl

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Brechzahl
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Konzentration Refraktometer

Tauche einen Bleistift in ein Becherglas, welches Du zur Hälfte mit Wasser befüllst.

Brechungsindex.jpg
Brechung.png

Brechungsindex

Ein Lichtstrahl breitet sich strenggenommen nur im Vakuum mit der Lichtgeschwindigkeit aus. Beim Hindurchscheinen durch transparente Stoffe wie Waser ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes kleiner. Die Brechzahl (=Brechungsindex) n steht für das Verhältnis beider Geschwindigkeiten, d. h. steht für den Faktor, um den die Lichtgeschwindigkeit im Stoff cStoff kleiner ist als die im Vakuum. Als Formel:

   c  
  n  {{{ist}}}  ────  
   cStoff  


Beispiel Wasser: Der Brechungsindex von Wasser beträgt bei 20°C 1,333. Aus der o. a. Formel kann die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in Wasser errechnet werden.

  • cWasser = c / n
  • cWasser = 299.792,458 km · s–1 / 1,333
  • cWasser = 224.900.569 km · s–1

Refraktometrie

Handrefraktometer.jpg

Die Messung der Brechzahl kann mit dem Refraktometer durchgeführt werden, das Verfahren selbst wird daher als Refraktometrie bezeichnet.

Praktischer Nutzen

Da der Brechungsindex nicht nur eine stoffabhängige Größe ist, sondern auch mit zunehmender Konzentration der einer wässrigen Lösung (Salzwasser, Zuckerlösung) ansteigt, hilft der B. bei der Identifizierung unbekannter Flüssigkeiten bzw. Konzentrationen, z. B.:

  • Salzsäure mit der Massenkonzentration 10, 20, 50, 100 u. 150 g HCl/L hat bei 17,5 °C die Brechzahl 1,3355, 1,3378, 1,3445, 1,3553 bzw. 1,3657.
  • Organische Flüssigkeiten haben in der Regel Brechungsindices zwischen 1,3 u. 1,7.

Weblinks