Quando a luz passa de um meio para outro, como do ar para o vidro, a velocidade dos raios de luz e a direção da viagem mudam. Os cientistas referem-se à razão entre a velocidade da luz no vácuo, que é constante, e a velocidade da luz no meio como índice de refração. O índice de refração do meio é proporcional à mudança no ângulo dos raios de luz. Os cientistas normalmente realizam medições de índice de refração em líquidos relativamente puros para verificar sua pureza. No entanto, as medições do índice de refração também podem ser realizadas em misturas de líquidos. Além disso, se o pesquisador conhece a identidade e as quantidades de cada componente de uma mistura ou formulação, ele ou ela pode calcular um índice de refração estimado.
Calcule a fração molar X de cada componente da mistura. A fração molar de um determinado componente A é dada por "X (A) = (moles de A) / (moles de todas as substâncias)" e as moles de uma substância são dadas por moles = (gramas de substância) / (peso da fórmula de substância).
Por exemplo, considere uma mistura de 10,0 g de hexano, 10,0 g de tolueno e 10,0 g de ciclo-hexano. Os pesos da fórmula dessas substâncias são 86,18, 92,14 e 84,16 gramas por mole, respectivamente. Portanto, a mistura contém 0,116, 0,109 e 0,119 moles desses compostos. A fração molar do hexano é, portanto, X (hexano) = 0,116 / (0,116 + 0,109 + 0,119) = 0,337, enquanto as frações molares de tolueno e ciclo-hexano são 0,317 e 0,346, respectivamente.
Determine os índices de refração de todos os componentes da mistura. Essas informações estão normalmente disponíveis em livros de referência, como o "Índice Merck", bem como em bancos de dados on-line (consulte Recursos). Continuando o exemplo da etapa 1, os índices de refração de hexano, tolueno e ciclo-hexano são 1,3749, 1,4969 e 1,4262, respectivamente.
Multiplique a fração molar de cada componente pelo índice de refração desse componente e some todos os produtos para determinar o índice de refração estimado da mistura. Continuando o exemplo da etapa 2, o índice de refração da mistura seria "n (mistura) = (0,337 * 1,3749) + (0,317 * 1,4969) + (0,346 * 1,4262) = 1,431".