Home Αλάτισμα Τυριών Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα σε άλμη με Διαθλασίμετρο – Τί πρέπει να γνωρίζω?

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα σε άλμη με Διαθλασίμετρο – Τί πρέπει να γνωρίζω?

52
0
πρωτοσέλιδο - Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα σε άλμη με Διαθλασίμετρο – Τι πρέπει να γνωρίζω?

Δείτε πώς εγώ μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το όργανο Διαθλασίμετρο – Ελάτε να δούμε με ποιό τρόπο λειτουργεί το αλατόμετρο

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το ΔιαθλασίμετροΤί εμάς, μάς ενδιαφέρει να ξέρουμε για την άλμη

Η αλατοπεριεκτικότητα, μιας άλμης, εκφράζεται, συνήθως, ως, % (επί τοις εκατό), κατά βάρος.

Εάν, σε 100g άλμης, περιέχονται 7g αλατιού, τότε, αυτή, η άλμη περιέχει 7%, κατά βάρος αλάτι.

Δείτε: Πώς φτιάχνω άλμη?

Φτιάχνω άλμη στο σπίτι. Σίγουρα, εγώ θα χρειαστώ μια ζυγαριά!

Για να φτιάξουμε την προαναφερθείσα άλμη, πήραμε 93g νερό και, σε αυτό το νερό, εμείς προσθέσαμε (διαλύσαμε) 7g αλατιού.

Ενώ, η μάζα, λοιπόν, της άλμης, είναι 93+7=100g, ο όγκος, αυτής, της άλμης, είναι μικρότερος από 100ml.

Ο όγκος, τον οποίο καταλαμβάνουν, αυτά τα 100g, της άλμης, θα εξαρτηθεί από την θερμοκρασία, καθώς, και, από το είδος του άλατος (NaCl, KCl, CaCl2, κλπ.), το οποίο εμείς προσθέσαμε.

Χοντρικά, υπολογίστε ότι, όταν, εμείς χρησιμοποιούμε χλωριούχο νάτριο, ως αλάτι, τότε, ο όγκος θα είναι 95ml, σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Συνεπώς, η πυκνότητα (density), αυτής, της άλμης θα είναι: πυκνότητα = μάζα/όγκος ή πυκνότητα=100/95=1.05g/ml.

Εμείς απαιτείται να γνωρίζουμε, κάθε φορά, την αλατοπεριεκτικότητα της άλμης.

Το ειδικό βάρος, (specific gravity), αυτής, της άλμης θα είναι 1.05.

Στον Πίνακα 1, παρουσιάζεται η μεταβολή του ειδικού βάρους άλμης (NaCl), σε διάφορες τιμές αλατοπεριεκτικότητας.

Πίνακας 1
Αλατοπεριεκτικότητα άλμης % κατά βάροςΕιδικό βάρος, (specific gravity) άλμης
01.00
3.701.026
101.074
13.201.098
191.143
22.701.173

Πίνακας 1. Μεταβολή ειδικού βάρους άλμης σε σχέση με την αλατοπεριεκτικότητα.

Είναι προφανές, ότι, όσο αυξάνει η περιεκτικότητα, της άλμης, σε αλάτι, τόσο αυξάνει, και το ειδικό βάρος της άλμης.

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Με ποιό τρόπο μπορούμε εμείς να μετρήσουμε την αλατοπεριεκτικότητα μιάς άλμης?
Διαθλασίμετρο. το Διαθλασίμετρο είναι οικονομικό όργανο, και έχει εύκολη και απλή λειτουργία.

Συνήθως, εμείς χρησιμοποιούμε 3 τρόπους, για να μετρήσουμε την αλατοπεριεκτικότητα μιας άλμης.

Δείτε: Δείτε τους 3 τρόπους για να μετρήσετε την αλατοπεριεκτικότητα σε μια άλμη

Γενικά, με τα διαθλασίμετρα, (refractometers), εμείς μετρούμε, την αλατοπεριεκτικότητα μιας άλμης, γρήγορα και σχετικά αξιόπιστα.

Η λειτουργία, των διαθλασιμέτρων, στηρίζεται στην αρχή της διάθλασης του φωτός.

Η διάθλαση του φωτός χαρακτηρίζεται από τον δείκτη διάθλασης (refractive index ή index of refraction) .

Το διαθλασίμετρο φέρει διόπτρα στο ένα άκρο.
Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Τί είναι ο δείκτης διάθλασης?
ΥλικόΔείκτης Διάθλασης
Κενό1.0000
Αέρας1.0003
Καθαρό νερό1.3330
Άλμη 3.5% κ.β.1.3394
Διάλυμα ζάχαρης 80% σε ζάχαρη1.49
Γυαλί1.51
Διαμάντι2.417

Πίνακας 2. Δείκτης διάθλασης του φωτός σε διάφορα υλικά

Ο δείκτης διάθλασης είναι ο λόγος της ταχύτητας, του φωτός στο κενό, προς την ταχύτητα του φωτός, στο υλικό, το οποίο, εμείς εξετάζουμε.

Σχήμα 1. Μεταβολή, του δείκτη διάθλασης (Refractive Index), του φωτός, με την αλατοπεριεκτικότητα (Salinity) σε μια άλμη. Η αλατοπεριεκτικότητα εκφράζεται σε ppt (parts per thousand), ή ‰. Δηλαδή, 20 ppt αντιστοιχεί σε 2.0% κατά βάρος.

Στον Πίνακα 2, βλέπουμε ότι η ταχύτητα, του φωτός, σε άλμη 3.5% σε αλάτι, είναι 1.3394 φορές μικρότερη από, αυτήν στο κενό.

Ή, το φως, στο κενό, ταξιδεύει 1.3394 φορές πιο γρήγορα.

Παρατηρούμε, ότι όσο περισσότερο ”πυκνό” είναι το υλικό, τόσο μεγαλύτερος είναι ο δείκτης διάθλασης, και άρα, τόσο μικρότερη θα είναι η ταχύτητα, του φωτός, μέσα σε αυτό, το υλικό.

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Πώς μεταβάλλεται ο δείκτης διάθλασης, του φωτός, σε σχέση με την αλατοπεριεκτικότητα της άλμης?
Σχήμα 2. Μεταβολή του δείκτη διάθλασης (Refractive Index), του φωτός, με το ειδικό βάρος (Specific Gracity) μιας άλμης.

Με ποιό τρόπο επηρεάζει η αλατοπεριεκτικότητα, μιας άλμης, τον δείκτη διάθλασης του φωτός?

Όσο, αυξάνει η περιεκτικότητα, σε αλάτι, μιας άλμης, τόσο, αυξάνει και ο δείκτης διάθλασης, του φωτός.

Από το Σχήμα 1, εμείς παρατηρούμε ότι, η μεταβολή, αυτή, είναι γραμμική.

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Ποιά είναι η μεταβολή του δείκτη διάθλασης, του φωτός, με την πυκνότητα της άλμης?

Ομοίως, ο δείκτης διάθλασης, του φωτός, αυξάνει, γραμμικά με, την αύξηση του ειδικού βάρους της άλμης.

Δείτε το Σχήμα 2.

Σχήμα 3. Μεταβολή, του δείκτη διάθλασης, του φωτός, με την % περιεκτικότητα σε χλωριούχο κάλιο. Για 10% περιεκτικότητα σε KCl, ο δείκτης διάθλασης είναι: 0.0014*10+1.3325 = 1.3465
Τί θα πρέπει εγώ να προσέχω

Ο δείκτης διάθλασης, εμάς, μάς δίνει πληροφορίες, οι οποίες αφορούν τα ποσοτικά χαρακτηριστικά, των διαλελυμένων στερεών, σε ένα διάλυμα.

Ο δείκτης διάθλασης, εμάς, ΔΕΝ μάς δίνει πληροφορίες, οι οποίες αφορούν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά, των διαλελυμένων στερεών, σε ένα διάλυμα.

Αυτό είναι και το μειονέκτημα του δείκτη διάθλασης.

Ας το εξηγήσουμε καλύτερα.

Σχήμα 4. Μεταβολή, του δείκτη διάθλασης, με την % περιεκτικότητα σε χλωριούχο νάτριο. Για 10% περιεκτικότητα σε KCl, ο δείκτης διάθλασης είναι: 0.0018*10+1.3324 = 1.3504

Έστω, ότι, εμείς φτιάξαμε μια άλμη μόνον, από χλωριούχο νάτριο, (NaCl).

Στην άλμη, αυτή, βρίσκονται διαλελυμένα, τα ιόντα Na+ και Cl.

Έστω, ότι, εμείς φροντίσαμε η άλμη, αυτή, να είναι 10% κ.β.

Στη συνέχεια, εμείς φτιάξαμε και, μια άλλη άλμη, μόνον, από χλωριούχο κάλιο, (KCl).

Στην άλμη, αυτή, βρίσκονται διαλελυμένα, τα ιόντα Κ+ και Cl.

Εμείς φροντίσαμε και αυτή, η 2η άλμη, να είναι 10% κ.β.

Οι δύο, αυτές, άλμες έχουν την ίδια αλατοπεριεκτικότητα.

Αλλά, η πυκνότητα, και, το ειδικό βάρος σε κάθε άλμη διαφέρουν.

Ως αποτέλεσμα, και οι, αντίστοιχοι, δείκτες διάθλασης, του φωτός, στις δύο άλμες, θα διαφέρουν.

Δείτε τα Σχήματα 3 και 4.

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Εγώ θα πρέπει να λάβω υπόψιν και το είδος του άλατος
Αρχικά, εμείς παίρνουμε μια πολύ μικρή ποσότητα από την άλμη μας.

Να το πούμε διαφορετικά.

Μια άλμη 10% κ.β., η οποία αποτελείται από χλωριούχο νάτριο, (NaCl), έχει τον ίδιο δείκτη διάθλασης, με μια άλμη 7% κ.β., η οποία αποτελείται από χλωριούχο μαγνήσιο (MgCl2).

Επίσης, μια άλμη 10% κ.β., η οποία αποτελείται από χλωριούχο νάτριο, (NaCl), έχει τον ίδιο δείκτη διάθλασης, με μια άλμη, περίπου, 7.5%, η οποία αποτελείται, από χλωριούχο κάλιο (KCl).

Πρέπει λοιπόν, εμείς να είμαστε πολύ προσεκτικοί.

Ιδιαίτερα, όταν, μετρούμε την αλατοπεριεκτικότητα, σε άλμη με CaCl2 ή, όταν, μετρούμε την αλατοπεριεκτικότητα, σε άλμη, για την οποία, έχει χρησιμοποιηθεί τυρόγαλα, για την παρασκευή της.

Εμείς μεταφέρουμε το δείγμα μας, και το απλώνουμε πάνω στο πρίσμα του οργάνου.

Δείτε: Τί είναι η άλμη? Πώς φτιάχνω αυτήν πού θέλω?

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Τύποι διαθλασίμετρων

Στην αγορά διατίθενται διάφοροι τύποι διαθλασιμέτρων.

Άλλα διαθλασίμετρα μετρούν τα μπριξ (brix), άλλα διαθλασίμετρα μετρούν την αλατοπεριεκτικότητα, άλλα διαθλασίμετρα μετρούν και τα δύο.

Τα διαθλασίμετρα, αυτά, μπορεί να είναι φορητά ή όχι,  μπορεί να είναι ψηφιακά, να φέρουν ”ματάκι” – διόπτρα, (viewfinder), κ.λ.π.

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Με ποιό τρόπο λειτουργεί το διαθλασίμετρο?

Τοποθετούμε (απλώνουμε) το δείγμα πάνω στο πρίσμα του οργάνου.

Το διαθλασίμετρο, αρχικά, θα πρέπει να είναι καλιμπραρισμένο – βαθμονομημένο. Τα διαθλασίμετρα διαθέτουν βίδα καλιμπραρίσματος. Όταν περιστρέφουμε, αυτήν, την βίδα, εμείς μεταβάλλουμε την ένδειξη στην κλίμακα. Δείτε την επόμενη φωτο.

Το φως περνά μέσα από το ρευστό δείγμα.

Η ταχύτητα, του φωτός, θα ελαττωθεί, όταν, αυτό, το φως προσπέσει στο πρίσμα.

Αυτό οφείλεται στο ότι, το πρίσμα είναι περισσότερο ”πυκνό”, και έτσι έχει έναν υψηλότερο δείκτη διάθλασης.

Ο δείκτης διάθλασης, του πρίσματος, είναι γνωστός στον κατασκευαστή του οργάνου.

Η φυσική ορίζει, ότι ένα μεγάλο τμήμα του φωτός διαθλάται, όταν, αυτό, το φως, περνά από ένα μέσο, το οποίο χαρακτηρίζεται από έναν δείκτη διάθλασης, σε ένα άλλο μέσο, το οποίο έχει ένα διαφορετικό δείκτη διάθλασης.

Το τμήμα του φωτός, το οποίο διαθλάται, (γωνία διάθλασης), εξαρτάται από, την διαφορά των δεικτών διάθλασης των δύο μέσων.

Φορητό διαθλασίμετρο με ”ματάκι” – διόπτρα (viewfinder).

Μέσα στο διαθλασίμετρο, το διαθλώμενο φως, περνά από φακούς, και, τελικά, καταλήγει πάνω σε μια βαθμονομημένη κλίμακα.

Το σε ποιο σημείο, αυτής, της βαθμονομημένης κλίμακας, θα καταλήξει το φως, θα εξαρτηθεί από, το πόσο, αυτό, το φως διαθλάστηκε.

Δηλαδή, το πόσο πολύ διαθλάστηκε το φως, θα εξαρτηθεί, από, το πόσο διαφέρει ο δείκτης διάθλασης του ρευστού, το οποίο μετράμε, από τον δείκτη διάθλασης, του πρίσματος, του οργάνου.

Ο δείκτης διάθλασης, του οργάνου, έχει σταθερή τιμή.

Έτσι, το πόσο πολύ διαθλάται, κάθε φορά, το φως, θα εξαρτάται από, την αλατοπεριεκτικότητα του δείγματός μας.

Η κλίμακα, του οργάνου, έχει καθορισθεί, από τον κατασκευαστή του οργάνου, έτσι ώστε, το εύρος, αυτών, των αποκλίσεων, των δεικτών διάθλασης, να αντιστοιχεί σε διάφορες τιμές αλατοπεριεκτικότητας.

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Ποιά είναι η επίδραση, της θερμοκρασίας, στον δείκτη διάθλασης?
Να το τί εμείς θα δούμε σε διαθλασίμετρο με ”ματάκι” – διόπτρα (viewfinder). Εκεί, όπου το άσπρο συναντιέται  με το μπλε, είναι η τιμή, την οποία εμείς αναζητούμε. Στην συγκεκριμένη περίπτωση το δείγμα μας έχει 16,4% αλατοπεριεκτικότητα και 18% μπριξ. Αυτό το διαθλασίμετρο είναι αλατόμετρο και μπριξόμετρο μαζί. 

Ο δείκτης διάθλασης εξαρτάται, σημαντικά, από την θερμοκρασία.

Τα περισσότερα υγρά, διαστέλλονται ελαφρά, όταν, αυτά θερμαίνονται.

Αντίθετα,  όταν, τα υγρά ψύχονται, τότε, αυτά συρρικνώνονται.

Σε ένα δεδομένο υγρό, το οποίο, όμως, έχει διασταλεί, το φως μπορεί να περάσει ευκολότερα.

Σε μια τέτοια περίπτωση, ο δείκτης διάθλασης θα μετρηθεί λάθος.

Προτιμούμε, λοιπόν, εμείς να χρησιμοποιούμε διαθλασίμετρα τα οποία λαμβάνουν υπόψη, την θερμοκρασία, του δείγματος.

Τα διαθλασίμετρα, αυτά, διαθέτουν μηχανισμό για την αυτόματη διόρθωση, [Auto Temperature Compensation (ATC)].

Μετράω την αλατοπεριεκτικότητα, στην άλμη, με το Διαθλασίμετρο – Με ποιό τρόπο γίνεται το καλιμπράρισμα – η βαθμονόμηση στο όργανο διαθλασίμετρο?

Κατά τακτά χρονικά διαστήματα, εμείς θα πρέπει να βαθμονομούμε το διαθλασίμετρο.

Η βαθμονόμηση, το καλιμπράρισμα, του διαθλασιμέτρου, γίνεται με έναν πολύ απλό τρόπο.

Δείτε: Πώς καλιμπράρω το διαθλασίμετρο? Όλα όσα πρέπει να ξέρω

Δείτε περισσότερα:

Densities of Aqueous solutions of Inorganic Substances. Söhnel O, Novotny P 1985 (Amsterdam, Elsevier)

Linear fitting procedures applied to refractometry of aqueous  solutions. Pellegrino O, Furtado A, Filipe E 2009 3rd Symposium on Traceability in Chemical, Food and Nutrition Measurements: Proc. XIX IMEKO World Congress Fundamental and Applied Metrology (Lisbon, Portugal, 6-11 September 2009)

Aqueous solutions and body fluids, their concentrative properties and conversion tables. Wolf A W 1966 (New York, Harper and Row, publishers).

Previous articleTυροκλέφτης στην τυροκόμηση – Όταν ο κλέφτης είναι χρήσιμος!
Next articleΔείτε γιατί με το σύστημα Μπεν Μαρί δεν θα κάψω το γάλα

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here