Mengenal Alat Refraktometer Abbe - Jasa Ukur Uji

Refraktometer Abbe adalah instrumen optik klasik yang berguna untuk mengukur indeks bias cairan atau padatan. Refraktometer Abbe laboratorium kimia modern berfungsi untuk mengidentifikasi senyawa kimia. Instrumen ini berdasarkan pada prinsip refleksi internal total (TIR).

Secara eksperimental, ‘batas bayangan’ yang muncul pada sudut kritis sampel berguna untuk menentukan suatu indeks. Penyaringan sebuah sumber cahaya putih yang kita pakai untuk mengukur indeks (nD), pada garis kuning natrium D 589 nm.

Gambaran Refraktometer Abbe

Tidak seperti spektrometer dengan mekanisme yang rumit, refraktometer relatif mudah kita gunakan. Alat ini ada berbagai jenis, tetapi semuanya menggunakan konsep sudut kritis. Prinsip dasarnya ditunjukkan pada gambar berikut.

Cahaya yang berasal dari sumber datang pada sampel dengan indeks n, lebih kecil dari indeks prisma n’. Sumber cahaya tersebar sehingga sinar datang pada sampel dari semua sudut, hingga menyentuh batas sampel. Sinar datang mengalami pembiasan ke dalam prisma pada sudut kritis, dan memiliki sudut bias terkecil dari semua sinar lain pada muka material kedua.

Hasilnya adalah sinar pada sudut kritis mendefinisikan batas bayangan ketika melihat melalui teleskop pada cahaya yang keluar dari prisma. Dengan mengukur sudut antara bayangan batas dan normal ke muka kedua prisma, indeks sampel akan dapat kita hitung.

Proses Pengukuran dengan Refraktometer Abbe

Dari refraktometer sudut kritis yang umum terpakai, refraktometer Abbe-lah yang paling penting. Dalam bentuk klasik dari refraktometer Abbe yang penting komponennya adalah sumber cahaya putih, sepasang prisma (satu sebagai prisma pengukur, tang kedua untuk penerangan), dan teleskop pembalik sederhana yang di depannya menempatkan sepasang prisma yang berputar berlawanan.

Prisma ini dapat kita putar (dan kemudian dikembalikan ke posisi semula) agar dapat memunculkan dispersi yang sama dan berlawanan dengan dispersi prisma pengukur pada sistem sampel. Ketika kondisi ini tercapai bayangan pembatas menjadi hampir akromatik tanpa warna. Selanjutnya itu dapat diatur secara akurat pada garis penanda bersilang pada teleskop. Tanpa prisma ini, warna pelangi akan muncul karena adanya indeks bias. Oleh karena itu, sudut kritis bergantung pada panjang gelombang.

Kalibrasi Alat

Refraktometer Abbe “Cahaya putih” biasanya melakukan kalibrasi untuk membaca nD sampel indeks bias cahaya kuning natrium (589 nm). Prisma berputar yang kita gunakan untuk menganulir dispersi kombinasi sampelbeserta prisma kita rancang untuk memungkinkan cahaya natrium D melewati media dengan tidak menyimpang. Karena itu arah batas akromatik yang kita amati bertepatan dengan kondisi cahaya natrium D, dan instrumen akan membaca langsung dalam nD.

Beberapa Komponen Penting Alat

Prisma pengukur dan penerangan biasanya memiliki kemiringan 30°-60°-90°, terbuat dari kaca yang indeks biasnya lebih tinggi dari batas atas kaca jangkauan instrumen. Satu prisma berada di setiap setengah dari kaca tempat sampel berengsel. Dua bagian kaca sampel, ketika dua kaca sampel saling menempel, menimbulkan lapisan tipis dari cairan sampel.

Ketika benda padat yang menjadi sampel uji, setel kaca penutup ini agar terbuka dan padatan kita tempatkan pada prisma pengukur dengan sebuah cairan kontak indeks bias tinggi kita tempatkan di antaranya.

Dalam prakteknya, instrumen modern memiliki prisma pengukur stasioner dan stasioner teleskop. Permukaan sampel prisma pengukur biasanya horizontal dan terpasang permanen dari bagian dalam instrumen. Cahaya mengarah ke prisma pengukur untuk menerangi prisma, kemudian menuju ke teleskop dengan cermin yang dapat berputar, yang memiliki skala indeks bias. Biasanya, Abbe di laboratorium dapat memberikan akurasi dari satu hingga dua unit di desimal keempat.

Pemanfaatan Refraktometer Abbe

Dengan desain yang ringkas Refraktometer Abbe ini cukup mudah dalam penggunaannya. Karena indeks bias suatu bahan bervariasi dengan komposisinya, menyebabkan ini berguna dalam mengukur konsentrasi suatu cairan (yaitu persen alkohol, konsentrasi gula, dll).

Perangkat ini relatif murah, akurat, memerlukan sedikit perawatan atau kalibrasi. Selain itu penggunaan volume sampel ujinya sedikit, mudah penggunaannya, dan tahan lama dengan perawatan yang sederhana. Ini adalah sebuah alat penting dalam laboratorium kimia analitik.