Kırılma İndisi Nedir?
Kırılma indisi gerçekte kimyasal değil, fiziksel bir
olaydır. Her gün gözümüzün önündedir. Çay bardağına 45 derece açıyla bakarsanız çay
kaşığını sıvının altında sanki kırılmış gibi görürsünüz. Suyun içinden geçen
ışınlar belli bir açıyla kırılırlar ve cisim sanki farklı yerdeymiş gibi
görünür. Işığın bu kırılmasını inceleyen bilim adamları, yalnızca suyun değil,
tüm sıvıların ışığı kırdığını ve bunun o maddeye özgü bir özellik olduğunu
bulmuşlar ve buna kırılma indisi demişlerdir. Gliserin, etil alkol, aseton ve
diğer saf sıvı maddelerin kendilerine özgü bir kırılma indisi vardır. Öte
yandan birden fazla bileşeni olan sıvı karışımlarının da kırılma indisleri
sabit bir sayıdır. Yani % 5’lik şekerli su çözeltisinin belirli bir kırılma
indisi vardır. Bu sonuçtan kırılma indisinin toplanabilir bir çokluk olduğu
ortaya çıkar. Yani örnek olarak kırılma indisi 1 olan bir sıvı ile kırılma
indisi 2 olan bir başka sıvıyı eşit hacimlerde karıştırırsanız, ürünün kırılma
indisi 1,5 olacaktır. Bu olay gerçekte kırılma indisi için ciddi bir sorundur.
Çünkü; kırılma indisi 1,5 ve 0,75 olan iki sıvıyı karıştırıp kırılma indisi 1
olan bir karışım yapabiliriz ama bu ürün kesinlikle su değildir.
Bir çözeltinin içerisinde çözünmüş olan madde miktarının
yüzdesi bilinmiyorsa maddenin kırılma indisi değerini bularak tespit etmek
mümkündür. Kırılma indisi, maddenin kaynama noktası, erime noktası, yoğunluğu
gibi fiziksel özelliklerinden birisidir ve her maddeye özgü bir kırılma indisi
vardır. Işığın farklı ortamlara geçerken yön değiştirmesine kırılma, ışığın
boşluktaki hızının madde içerisindeki hızına oranına da kırılma indisi denir.
Her ortamın kırılma indisi farklıdır.
Refraktometre
Refraktometreler, katı ve sıvı saydam ortamların kırılma
indislerini ölçen cihazlardır. Sıvı malzemelerin içindeki katı madde miktarını
ve kırılma indislerini ölçmeye yarar.
Refraktometrik metotlar (kırılma indisi ölçümü), yağ, meyve
suyu gibi gıda ürünlerinin analizinde, şeker sanayisinde, eczacılık alanında,
kimya sanayinde oldukça önemlidir.
Katı veya sıvılarda, refraktif index, katı madde miktarı,
kırılma indisi, şeker miktarı ve brix aralıklarını ölçmek amacıyla çeşitli
refraktometreler vardır.
Abbe refraktometre
İmmersiyonlu refraktometre
Pulfrich refraktometre
Bunlardan en çok kullanılanı, Abbe refraktometresidir.
Ölçüm, tabii ışık kullanılarak ve birkaç damla sıvı ile yapılabilmektedir.
İmmersiyonlu refraktometrede 10-15 ml sıvı gerekir. Pulfrich refraktometresi
ise monokromatik ışın ile çalışır.
Abbe Refraktometresi
Kırılma indisi tayininde kullanılan aletlerden birisi de
Abbe refraktometresidir. Abbe refraktometresinde iki prizmanın arasına kırılma
indisi tayin edilecek madde sıvı film olarak yerleştirilir. Prizmalara
gönderilen ışık ile kritik açıdan daha küçük açı ile gelen ışınların
oluşturduğu aydınlık bölge ve kritik açıdan daha büyük açıyla gelen ışınların
oluşturduğu karanlık bölge görülebilir.
Refraktometredeki gösterge çizelgesindeki üstteki skaladan
ağırlıkça % derişim (kuru madde), alttaki skaladan da kırılma indisi okunur.
Abbe refraktometresinin ölçüm yapabilecek duruma getirilmesi
için çeşitli standartlar kullanılır. Bunlardan en önemlisi sudur.
El Refraktometresi
El refraktometresi yüksek ve düşük vizkoziteye sahip
akışkanların refraktiv indexlerinin tayini için kullanılan bir cihazdır. El
tipi refraktometreler küçük hacimli, hafif olması nedeniyle, meyve suyu, süt,
salça, reçel gibi çeşitli gıda endüstrilerinde, bahçede, tarlada veya
işletmenin herhangi bir yerinde rahatlıkla kullanılmaktadır. El refraktometresi
asıl olarak meyve ve sebze fabrika sahalarında proses hattında hızlı ve anlık
ölçümlerde kullanılır.