Refraktometer

Brechungsindex - Was steckt hinter dem Begriff?

Der Brechungsindex beschreibt das Verhältnis der Wellenlänge des Lichts im Vakuum zur Wellenlänge im Material. Einfach gesagt: Die Brechungszahl gibt an, wie schnell sich das Licht durch das Material bewegt. Dabei ist der Brechungsindex eine dimensionslose Zahl, die immer von der Frequenz des Lichts abhängig ist. Der Brechungsindex wird daher auch Dispersion genannt. Zur Bestimmung des Brechungsindex benötigen Sie ein Refraktometer. Als Beispiel: Wasser besitzt einen Brechungsindex von 1,333. Das bedeutet, dass sich Licht im Vakuum 1,333 mal so schnell bewegt, wie im Wasser. Weist das Wasser keinen Brechungsindex von 1,333 auf, so handelt es sich um kein reines Wasser. Je höher der Wert des Index, desto langsamer die Bewegung des Lichts. Dies führt dann zu einer Richtungsänderung des Lichts im Material. Der Brechungsindex wird also durch die Stärke der Lichtbeugung, Lichtbrechung und Reflexion an der Grenze zweier Medien bestimmt.

Je nachdem welche Probe untersucht werden soll, werden unterschiedliche Beleuchtungsarten eingesetzt: Durchlicht, streifender Einfall oder die Totalreflexion.

Refraktometer - So funktioniert die Messung

Die Messung mit einem Refraktometer führt auf das Prinzip des Brechungsgesetzes zurück. Dafür wird das Verhalten von Licht am Übergang zwischen einem Prisma mit bekannten Eigenschaften und einem zu kontollierenden Stoff untersucht. Das sichtbare Licht wandert durch zwei Prismen hindurch, zwischen denen sich die zu untersuchende Flüssigkeit befindet. Der Strahl des Lichts geht zunächst durch das erste Prisma, anschließend durch den jeweiligen Stoff und zum Schluss durch das zweite Prisma. Abhängig vom Stoff ändert sich die Art der Lichtbrechung. Mit einem Spiegel wird das Licht auf einer Skala abgebildet, damit der eingehende Strahl im Objekt sichtbar wird. Die Skala hilft den Winkel des Brechungsindex abzulesen. Ist die generelle Zusammensetzung einer Flüssigkeit bekannt, misst ein Refraktometer die Konzentration der darin gelösten Stoffe. Damit können Eigenschaften von nahezu allen Flüssigkeiten bestimmt werden. Refraktometer werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt, beispielsweise zur Urinanalyse in Krankenhäusern, Arztpraxen, der Sportmedizin oder in Alten- und Pflegeheimen. Aufgrund der einfachen und schnellen Anwendung eignet sich das Refraktometer aber auch zur Identifizierung von Lösungsmitteln oder ätherischen Ölen in der Apotheke.

Das sollten Sie bei der Messung mit einem Refraktometer beachten - Einfluss von Temperatur und Wellenlänge

Der Brechungsindex ist abhängig von der Temperatur, sowie der Wellenlänge des Lichts. Für ein möglichst exaktes Ergebnis müssen das Prisma und die Probe die gleiche Temperatur aufweisen. Das Arzneibuch schreibt aus diesem Grund die Temperatur von 20 ± 0,5 Grad vor. Einige Refraktometer verfügen über Heiz- bzw. Kühlelemente oder über interne Referenztabellen, die sogenannte Auto-Temperatur-Kompensation, kurz ATC. Wie der Name schon sagt, wird hier die Temperatur automatisch angepasst. Bei Geräten ohne ATC muss die Temperatur vom Bediener selbst angepasst werden. Neben der Temperatur hängt ein genauer Brechungsindex von einer korrekt bestimmten Wellenlänge ab. Der Brechungsindex einer Probe varriert immer mit der Wellenlänge des Lichts für alle Materialien. Bei den meisten Refraktometern lässt sich die Wellenlänge auf eine Bandbreite von 0,2 Nanometer abstimmen. Wird auf den Einfluss von Temperatur und Wellenlänge keine Rücksicht genommen, so kann es zu einem falschen Messergebnis kommen.

Anwendungsbereiche - Hier kommen Refraktometer zum Einsatz

Refraktometer werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt und dienen dabei häufig der Überprüfung eines Stoffgemisches. In der Industrie eignen sich die kleinen handlichen Geräte beispielsweise zur Kontrolle der Konzentration bzw. dem Gefrierpunkt von Kühlflüssigkeiten, der Konzentration von Reinigungsmitteln, dem Chlorgehalt in Flüssigkeiten oder der Verunreinigung von Abwasser. In der Drogendiagnostik wird mit einem Refraktometer menschliches Urin untersucht und beim Bierbrauen die Menge an vergärbarem Zucker ermittelt. Und auch in vielen anderen Bereichen kommen die Messgeräte zum Einsatz, weshalb sie als wahres Allround-Talent gelten. Beim Kauf eines Brechungsmessegerätes haben Sie die Wahl zwischen analogen oder digitalen Refraktometern. Nicht jedes Gerät eignet sich für die Untersuchung eines jeden Stoffes.

Ihr kompetentes Schumann-Team ist Ihnen gerne bei Fragen rund um das Thema Refraktometer behilflich. Sprechen Sie uns einfach an!

Die wichtigste Messgröße Brix

Unter dem Begriff Brix wird eine Masseinheit verstanden, die den Zuckergehalt in wässrigen Lösungen misst. Ein Grad Brix entspricht 1 Gramm Saccarose in 100 Gramm Lösung. Vor allem in der Lebensmittelindustrie wird Brix beim Messen des Zuckergehaltes in Säften, Wein oder Obst verwendet. Generell wird für Fruchsäfte bei 1,0 Grad Brix 1,0 Massenprozent Zucker bezeichnet. Gemessen wird Brix entweder mit einem Saccarimeter oder einem Refraktometer. Als Beispiel: Bei 25 Grad Brix besteht die Zuckerlösung aus 25 g Zucker und 75 g Wasser. Das Refraktometer zeigt also an, wieviel von einer bestimmten Substanz im Wasser ist, weshalb diese Messgröße als so wichtig gilt.