Refraktometrie

Refraktometrie ist ein Messverfahren zur Bestimmung des Brechungsindexes eines Materials, also des Verhältnisses der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zur Geschwindigkeit im Medium. Sie dient der Identifikation von Substanzen, der Bestimmung von Konzentrationen sowie der Qualitätskontrolle in Chemie, Lebensmitteltechnik, Geologie und Optik.

Prinzip: Licht, das eine Grenzfläche zwischen zwei Medien durchläuft, wird gemäß Snell'sches Gesetz abgelenkt. Durch Messen eines Einfalls- oder Grenzwinkels lässt sich der Brechungsindex n des Mediums bestimmen. In Abbe-Refraktometern wird der Wert meist als nD angegeben, bezogen auf die Natrium-D-Linie (589 nm); moderne Geräte liefern daneben Dispersion und Temperaturkompensation.

Geräte und Verfahren: Klassische Abbe-Refraktometer, digitale Refraktometer und tragbare Handgeräte unterscheiden sich in Bauweise, liefern aber denselben Grundwert. Messungen erfolgen bei kontrollierter Temperatur, oft 20 °C, und werden durch Kalibrierung mit Standardsubstanzen gewährleistet. Bei Feststoffen kommen Immersionsmethoden oder spezialisierte Optik zum Einsatz; bei Flüssigkeiten genügt oft eine Probennapfungelung des Tropfens.

Anwendungen: In der Lebensmittelindustrie dient der Messwert zum Bestimmen des Zuckergehalts (Brix) bzw. zur Qualitätskontrolle von Lösungen. In der Gemmologie hilft der Brechungsindex bei der Identifikation von Edelsteinen. In der Chemie, Petrochemie und Materialwissenschaft dient er der Konzentrationsbestimmung, der Überprüfung von Reinheit und der Charakterisierung von Polymeren und Glas.

Wichtige Hinweise: Der Brechungsindex ist temperatur- und wellenlängenabhängig (Dispersion). Messungen erfordern klare, homogene Proben und sorgfältige Kalibrierung; Luftblasen, Unreinheiten oder Oberflächenfehler führen zu Fehlern. Temperatur- und Wellenlängenangaben sollten immer angegeben werden.