Réfractométrie et indice de réfraction d'une solution

Seconde générale · Physique-Chimie 2nde

À retenir

• L'indice de réfraction n d'un milieu transparent est une grandeur sans dimension supérieure ou égale à 1 (n 1), qui caractérise la déviation subie par un rayon lumineux pénétrant dans ce milieu : n = c/v où c est la vitesse de la lumière dans le vide (3,00 10^8 m/s) et v la vitesse de la lumière dans le milieu. • Pour l'eau pure à 20 ^C, l'indice de réfraction vaut n_eau = 1,333. • Réfractomètre de laboratoire : appareil de mesure optique qui permet de déterminer directement l'indice de réfraction n d'un liquide à l'aide d'une seule goutte déposée sur le prisme. • Dosage par étalonnage : l'indice de réfraction d'une solution aqueuse augmente de manière régulière avec la concentration en soluté (par exemple la concentration en sucre ou en sel). Une courbe d'étalonnage n = f(C_m) permet de déterminer la concentration inconnue d'une boisson ou d'un jus de fruit (degrés Brix).

Le cours

Réfractométrie et indice de réfraction d'une solution • L'indice de réfraction n d'un milieu transparent est une grandeur sans dimension supérieure ou égale à 1 (n 1), qui caractérise la déviation subie par un rayon lumineux pénétrant dans ce milieu : n = c/v où c est la vitesse de la lumière dans le vide (3,00 10^8 m/s) et v la vitesse de la lumière dans le milieu. • Pour l'eau pure à 20 ^C, l'indice de réfraction vaut n_eau = 1,333. • Réfractomètre de laboratoire : appareil de mesure optique qui permet de déterminer directement l'indice de réfraction n d'un liquide à l'aide d'une seule goutte déposée sur le prisme. • Dosage par étalonnage : l'indice de réfraction d'une solution aqueuse augmente de manière régulière avec la concentration en soluté (par exemple la concentration en sucre ou en sel). Une courbe d'étalonnage n = f(C_m) permet de déterminer la concentration inconnue d'une boisson ou d'un jus de fruit (degrés Brix). Méthode : doser un sucre par réfractométrie 1. Préparer des solutions étalons de concentrations en masse connues. 2. Mesurer l'indice n de chaque étalon (après avoir vérifié que l'eau distillée donne 1,333) et tracer la droite d'étalonnage n = f(C_m). 3. Mesurer l'indice de la solution inconnue, puis lire sa concentration sur la droite, en restant dans le domaine couvert par les étalons. Mini-exemple : l'eau (0 g/L) donne 1,333 et un étalon à 100 g/L donne 1,347 ; une solution d'indice 1,340, à mi-chemin, a une concentration d'environ 50 g/L. Astuce et méthode clé L'indice de réfraction n n'a aucune unité et vaut toujours au moins 1. Pour l'eau sucrée, plus la solution est concentrée en sucre, plus le liquide ralentit la lumière et plus l'indice n augmente au-dessus de 1,333. Piège classique à éviter Attention à bien nettoyer et sécher la surface du prisme du réfractomètre entre chaque mesure à l'aide de papier doux et d'eau distillée, sinon la goutte précédente fausse la mesure de la solution suivante.

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