Indice de réfraction : principe et réfractomètre
Lois de la réfraction
Elles ont été établies par Descartes: il a définit que:
- le rayon incident et le rayon réfracté se trouvent dans le même plan.
- le rapport sinθ1/sinθ2 est constant à une longueur d'onde donnée pour des milieux isotropes.
Cette propriété est exploitée pour mesurer les indices de réfraction de composés chimiques et permet de les identifier ou de déterminer leur pureté. Il peut-être également utilisé pour déterminer les proportions d'un mélange grâce à une courbe d'étalonnage préalablement tracée. Par ailleurs la valeur de l'indice de rédraction dépend de la température. Un étalonnage de l'appareil, géréralement effectué avec de l'eau ou un prisme de calibration, est donc nécessaire avant sa mesure. La table ci-dessous donne les valeurs en fonction de la température de l'eau.
| Température | Indice de réfraction de l'eau |
| 10 | 1.33369 |
| 11 | 1.33364 |
| 12 | 1.33358 |
| 13 | 1.33352 |
| 14 | 1.33346 |
| 15 | 1.33339 |
| 16 | 1.33331 |
| 17 | 1.33324 |
| 18 | 1.33316 |
| 19 | 1.33307 |
| 20 | 1.33299 |
| 21 | 1.33290 |
| 22 | 1.33280 |
| 23 | 1.33271 |
| 24 | 1.33261 |
| 25 | 1.33250 |
Mesure de l'indice de réfraction
Elle s'effectue à l'aide de réfractomètres dont le plus connu est celui d'Abbe. Ces appareils permettent également de mesurer les degrés BRIX.
La mesure est relativement simple. Une à deux gouttes de l'échantillon à étudier sont déposées sur le prisme principal. On abaisse ensuite le prisme secondaire et on le bloque par rotation du bouton. Une circulation d'eau permet de maintenir une température constante. Après avoir effectué la netteté de la ligne de séparation par réglage de la compensation de la dispersion à l'aide la première molette, on utilise la seconde pour amener la ligne de séparation à l'intersection de la croix comme indiqué sur la figure ci-dessous.
Il ne reste alors plus qu'à relever la valeur de l'indice sur l'échelle.
Degré Brix
Un degré BRIX correspond au pourcentage de sucre de canne dans 100 g de solution.
Cette échelle est principalement utilisée pour mesurer la quantité de sucre dans une solution donnée: jus de fruit dont notamment le raisin tout au long de l'élaboration du vin, boissons, confiture...
En réalité, le degré BRIX mesure le % de matière solide en solution et peut donc être influencé par la présence de sels, d'acides... Des corrections devront être apportées si l'on veut connaître uniquement la teneur en sucre.