Refrakcja molowa

Refrakcja molowa – wielkość określająca polaryzację jednego mola substancji w polu elektromagnetycznym. Jest związana z polaryzacją cząsteczek substancji zgodnie ze wzorem

$R={\frac {4}{3}}\pi N_{A}\alpha ,$

gdzie:

$R$ – refrakcja molowa,

$N_{A}$ – liczba Avogadra,

$\alpha$ – średnia polaryzowalność jednej cząsteczki.

Jednostką refrakcji molowej w układzie SI jest m³/mol. Dla większości znanych związków chemicznych jej wartość zawiera się w granicach 10–50 cm³/mol.

Jest wielkością addytywną, dla związku chemicznego refrakcja jest sumą refrakcji atomowych i refrakcji grup atomów i wiązań, a ponadto zależy od sposobu ich rozmieszczenia i rodzaju wiązań między atomami. W przypadku mieszanin (np. roztworów) refrakcja jest też sumą refrakcji składników, co można zapisać

$R=x_{A}R_{A}+x_{B}R_{B}+\dots ,$

gdzie indeksy $A,B\dots$ odnoszą się do kolejnych składników mieszaniny, a $x_{i}$ oznacza ułamek molowy i-tego składnika.

W przypadku cieczy, a tym bardziej ciał stałych, można przyjąć, że refrakcja molowa jest w przybliżeniu wielkością stałą i charakterystyczną dla danego związku. Zależy jedynie od długości fali świetlnej, dla której jest wyznaczana wartość współczynnika załamania światła.

W istocie refrakcja molowa zależy od temperatury i ciśnienia, ponieważ jest funkcją koncentracji cząsteczek, co szczególnie silnie uwidacznia się w przypadku gazów.

Dla światła wzór Lorentza-Lorenza określa związek refrakcji molowej ze współczynnikiem załamania światła (współczynnikiem refrakcji):

$R=V_{m}{\frac {n^{2}-1}{n^{2}+2}},$

gdzie:

$V_{m}$ – objętość molowa ośrodka,

$n$ – współczynnik załamania światła.

Bibliografia

• Poradnik fizykochemiczny. Praca zbiorowa. Warszawa: WNT, 1974, s. B 100.