Was ist Refraktometer?
Ein Gerät zur Messung des Brechungsindexes einer Probe. Bei konstanter Wellenlänge der Lichtquelle, konstanter Temperatur und konstantem Druck nimmt der Brechungsindex einen stoffspezifischen Wert an und wird daher zur Stoffidentifizierung und Reinheitsprüfung verwendet.
Das Brix-Saccharimeter, das zur Messung des Zuckergehalts von Fruchtsäften und Getränken verwendet wird, kann ebenfalls als eine Art Refraktometer angesehen werden, da das Brix-Saccharimeter die Wirkung der Zuckerkonzentration in der Probenlösung auf den Brechungsindex nutzt.
Bei der Verwendung eines Refraktometers muss die Probe unter stabilen Temperaturbedingungen genau eingestellt werden, da Temperatur und Probenkonzentration einen Einfluss haben.
Verwendungszwecke von Refraktometern
Der Brechungsindex einer Substanz kann quantitativ gemessen werden. Der Brechungsindex hängt von der Art des Stoffes ab und ist daher ein Hinweis auf die Reinheit. Aus diesem Grund enthalten einige Lebensmittel und Arzneimittel in ihren Qualitätsnormen eine Brechzahl zur Überprüfung der Reinheit. Detailliertere Reinheitstests erfordern eine Analyse mittels HPLC oder GC, während Refraktometer für einfache und schnelle Messungen geeignet sind.
Das Brix-Zuckermessgerät, das den Zuckergehalt von Fruchtsäften und Getränken misst, kann ebenfalls als eine Art Refraktometer betrachtet werden: Das Brix-Zuckermessgerät misst den Brechungsindex, indem es den Fruchtsaft oder das Getränk auf die Messstrecke legt. Der Brechungsindex korreliert mit der Zuckerkonzentration (Glukose, Fruktose, Saccharose usw.), so dass der Brechungsindex in den Brix-Zuckergehalt (Einheit: °Bx) umgerechnet und angezeigt wird.
Prinzip des Refraktometers
Es gibt Handrefraktometer und Tischrefraktometer. Handrefraktometer sind einfacher zu handhaben, wenn sie auf das Feld oder in die Fabrik mitgenommen werden.
Refraktometer bestehen aus einem Prisma, einer Lichtquelle und einem Detektor. Die Lichtquelle und der Detektor befinden sich im Inneren des Geräts, während das Prisma an der Oberfläche des Geräts angebracht ist. Wenn eine Probelösung auf das Prisma gelegt und der Messschalter gedrückt wird, wird der Brechungsindex (oder der Zuckergehalt im Falle des Brix-Zuckermessgeräts) angezeigt. Das Messprinzip des Refraktometers sieht folgendermaßen aus (die bei Refraktometern übliche “Methode des kritischen Winkels” wird erläutert).
- Eine Lichtquelle sendet D-Strahlen im Natriumspektrum in Richtung des Prismas aus.
- Das Licht wird gebrochen, wenn es durch das Prisma in die Probe eintritt.
- Das gebrochene Licht wird vom Detektor aufgefangen, und der Brechungsindex der Probenlösung wird anhand des Einfalls- und des Brechungswinkels angezeigt.
Wenn die Wellenlänge der Lichtquelle, die Temperatur und der Druck konstant sind, nimmt der Brechungsindex einen substanzspezifischen Wert an. Daher kann bei der Qualitätskontrolle von Lebensmitteln und Arzneimitteln der Brechungsindex eines jeden Artikels einen Kontrollbereich haben, um die Reinheit zu kontrollieren. Weicht der gemessene Wert vom Kontrollbereich ab, besteht der Verdacht auf Verfälschung oder Denaturierung der Bestandteile.