1、 幾種溶液的折射率與其濃度關(guān)系的探究 物理師范1301 趙申強(qiáng) 摘要：工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥學(xué)中，測(cè)量溶液濃度的方法有多種，本文就光學(xué)法測(cè)量溶液濃度展開探究，利用阿貝折射儀測(cè)量室溫下不同濃度溶液的折射率。分別對(duì)酒精溶液，蔗糖溶液，氯化鈉溶液進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量，使用的溶劑都是純凈水。對(duì)三種溶液測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做散點(diǎn)圖，用最小二乘法得出線性回歸方程。最后再根據(jù)得出的方程來求出同種溶液不同折射率下的濃度，來與實(shí)際濃度做比較，分析誤差。為了簡(jiǎn)化配制溶液的步驟，采用“溶質(zhì)+溶劑=100克”的模式，并記錄下100克溶液的體積V（ ml)，方便以后換算成g/ml，例如酒精濃度為10%，指的是100克溶液中含10克乙醇

2、，依此類推。關(guān)鍵詞：蔗糖溶液，酒精溶液，氯化鈉溶液，溶液濃度，折射率。引言：本實(shí)驗(yàn)研究的是光從空氣中射入液體中入射角與折射角正弦之間的比值，即為相對(duì)折射率。 透明液體介質(zhì)折射率的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于顏色密度差別不大但但折射率變化較大的液體的準(zhǔn)確快速的鑒別具有重要的意義。而測(cè)量透明液體折射率與其濃度的關(guān)系，可通過測(cè)量某透明溶液的折射率而簡(jiǎn)單快捷準(zhǔn)確的得出其濃度。 液體介質(zhì)折射率的測(cè)量一般的主要方法有阿貝折射儀測(cè)定液體介質(zhì)的折射率，折射極限法測(cè)液體介質(zhì)的折射率，薄膜干涉法測(cè)液體介質(zhì)的折射率及掠入法測(cè)量液體介質(zhì)折射率等方法。 阿貝折射儀測(cè)液體的折射極限法測(cè)液體介質(zhì)的折射率，薄膜干涉法測(cè)液體介質(zhì)的折射率及掠入

3、法測(cè)量液體介質(zhì)折射率等方法。 阿貝折射儀測(cè)液體的折射率優(yōu)點(diǎn)在于只需測(cè)定出折射角即可求得測(cè)定液體的折射率n,但其折射角不易測(cè)量，且一般液體的折射率隨濃度的變化不是很明顯，估此法所引起的誤差可能較大。 查找使用更方便并且配置相同體積不同濃度的溶液，且進(jìn)行了多組測(cè)量取平均值，降低了由于實(shí)驗(yàn)精度不足所引起的誤差。不足之處在于標(biāo)記物的成像位置為間接測(cè)量，液體表面張力的存在，降低了實(shí)驗(yàn)的精正文：以下是蔗糖溶液，酒精溶液，氯化鈉溶液的配制濃度，分別測(cè)出其折射率，并根據(jù)數(shù)據(jù)整理出散點(diǎn)圖，計(jì)算出線性回歸方程，得出經(jīng)驗(yàn)公式，然后與實(shí)際配制的濃度做比較。蔗糖溶液（質(zhì)量濃度）與折射率的關(guān)系Cn10%1.34771.3

4、4791.34771.34781.34791.347820%1.35881.35871.35861.35851.35861.358630%1.36381.36371.36391.36401.36401.363940%1.38111.38101.38131.38131.38141.381250%1.39981.40011.40011.39991.40001.4000酒精溶液（質(zhì)量濃度）與折射率的關(guān)系Cn10%1.33991.33981.34001.34011.34001.340020%1.34661.34641.34681.34651.34631.346530%1.35201.35221.352

5、11.35251.35261.352440%1.35601.35621.35611.35621.35641.356350%1.35841.35871.35861.35851.35851.3586氯化鈉溶液（質(zhì)量濃度）與折射率的關(guān)系Cn5%1.34221.34211.34241.34271.34261.342410%1.35121.35081.35111.35091.35091.351015%1.36101.36131.36071.36091.36071.360920%1.37061.37091.37101.37071.37071.370825%1.37881.37891.37901.37951

6、.37941.3792根據(jù)以上表格可以計(jì)算出經(jīng)驗(yàn)公式：（1）蔗糖： n=1.328+0.00184c（2）酒精：n=1.340+0.00033c（3）氯化鈉:n=1.3331+0.00185c驗(yàn)證公式的準(zhǔn)確性：最后又配制了幾種任意濃度的溶液，用化學(xué)方法測(cè)出了其濃度，蔗糖溶液：C1=25.6%，酒精溶液：C2=21.0% ，氯化鈉溶液：C3=10.3%。再用阿貝折射儀測(cè)出其折射率，分別為： n1=1.3722， n2=1.3499，n3=1.3528。將這3組濃度C1.C2.C3分別帶入經(jīng)驗(yàn)公式（1），（2），（3）中，得出n1=1.3751，n2=1.3469，n3=1.3522，于是得到計(jì)算結(jié)果與測(cè)量數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差，分別為a1=0.23%，a2=0.22%，a3=0.04%。結(jié)果比較滿意，說明經(jīng)驗(yàn)公式具有一定的準(zhǔn)確性?？偨Y(jié)：這次