Co to jest refraktometr i jak go używać?

Refraktometr to laboratoryjne urządzenie wykorzystywane do pomiaru współczynnika załamania światła różnych substancji, lecz najczęściej cieczy. Klasycznym stosowanym sprzętem służącym do odczytu załamania światła jest refraktometr Abbego stworzony w końcu XIX wieku. Obecnie wykorzystuje się różne typy refraktometrów o zróżnicowanej konstrukcji, precyzji oraz dokładności pomiaru, dzięki czemu każde urządzenie można dostosować do konkretnych potrzeb. Dostępne są zarówno refraktometry precyzyjnie kalibrowane z automatyczną kompensacją temperatury jak i refraktometry kieszonkowe, które nie wymagają wysokiej precyzji pomiarów oraz są prostsze w obsłudze.

Istnieją cztery główne typy refraktometrów: tradycyjne ręczne refraktometry, cyfrowe ręczne refraktometry, refraktometry Abbego oraz wbudowane refraktometry procesowe. Na rynku dostępne są również refraktometry Rayleigha wykorzystywane do pomiaru współczynnika załamania gazów. 

Refraktometry to urządzenia o szerokich możliwościach zastosowania. W medycynie laboratoryjnej urządzenia te służą do pomiaru całkowitego białka osocza w próbce krwi i ciężaru właściwego moczu. Tą metodę optyczną wykorzystuje się również w laboratoriach gemmologicznych do odczytu współczynnika kamieni szlachetnych.  Współczynnik załamania światła jest stałą minerałową, zależną od składu chemicznego dlatego urządzenia te umożliwiają ich identyfikację.

Ponadto refraktometr umożliwia pomiar zasolenia oraz ciężaru właściwego wody w akwariach morskich. W przemyśle samochodowym oraz maszynowym wykorzystywany jest do pomiaru stężenia płynu chłodzącego. Z kolei w piwowarstwie domowym refraktometr pozwala na pomiar ciężaru właściwego przed fermentacją, w celu określenia ilości cukrów podlegających fermentacji, które potencjalnie zostają przekształcone w alkohol. W pszczelarstwie refraktometr Brix służy do pomiaru ilości wody w miodzie

Standardowy pomiar współczynnika załamania światła polega na wyznaczeniu wartości kąta granicznego za pomocą prawa Snelliusa wykorzystującego zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Podstawowym elementem refraktometru są dwa pryzmaty, a do odczytów wykorzystuje się  lunetkę. Całkowite wewnętrze odbicie zachodzi przy przejściu z ośrodka optycznie gęstszego do rzadszego. 

Na pryzmacie refraktometrycznym lokuje się cienką warstwę badanej substancji i zamyka pryzmatem. Gdy układ ten oświetlimy wiązką nierównoległą to zależnie od kąta padania światła na powierzchni granicznej światło przejdzie do drugiego pryzmatu, do lunetki lub dojdzie do  całkowitego wewnętrznego odbicia. Pole widzenia lunety podzielone jest na część jasną i ciemną, linia separacyjna jest bardzo wyraźna a położenie w polu widzenia lunety jest różne w zależności od wartości kąta granicznego badanej substancji. 

Zastosowań refraktometrów jest dużo a pomiar zazwyczaj bardzo szybki. Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów refraktometrów, co sprawia, że jest to urządzenie wielofunkcyjne, które z powodzeniem można dopasować do własnych potrzeb.