Оптические свойства нефтей и нефтепродуктов: цвет, показатель преломления, оптическая активность. Методы определения. Факторы, оказывающие влияние на величину оптических свойств

· Цвет нефти и нефтепродуктов

Цвет нефти меняется от светло-желтого до темно-коричневого и черного. Легкие нефти плотностью 780,0-790,0 кг/м³ имеют желтую окраску, нефти средней плотности (790,0-820,0 кг/м³) - янтарного цвета и тяжелые - темно-коричневые и черные. Цвет нефтям и нефтепродуктам придают асфальтосмолистые вещества, продукты окисления углеводородов и некоторые непредельные и ароматические углеводороды. Окисляясь вещества приобретают темный цвет. «Красная» нефть становится такой благодаря ароматическим углеводородам. «Белая» нефть – прозрачная, почти бесцветная жидкость малой плотности и имеет газоконденсатное происхождение.

По цвету сырых нефтей судят об относительном содержании в них асфальтосмолистых соединений. Цвет нефтепродукта - надежный показатель степени его очистки от смолистых примесей, который и является одним из показателей качества масел.

· Для определения цвета пользуются различными приборами, называемыми колориметрами. Цвет определяется в соответствии с двумя отечественными стандартами: ГОСТ 2667-82 (для светлых нефтепродуктов на колориметрах ЦНТ и КНС-1) и ГОСТ 25337-82 (для нефтяных парафинов на колориметре КНС-2).

 

Метод определения цвета на КНС-1 сводится к следующему. В специальную прозрачную кювету заливают испытуемый нефтепродукт (например, дизельное топливо), включают источник света и через систему призм наблюдают в окуляр цвет прошедшего через слой нефтепродукта луча (слева в окуляре). Вращением диска 3, в котором имеется по кругу 21 светофильтр, устанавливают на пути луча тот из них, который по цвету близок или совпадает с цветом нефтепродукта (справа в окуляре).

Измеренный цвет указывают номером светофильтра КНС-1.

 

По своему принципу КНС-2 аналогичен КНС-1, но сложнее него из-за того, что цвет парафина измеряют в расплавленном состоянии при 75°С. Используемая при этом кювета представляет собой двухканальный сосуд с оптической призмой внизу для поворота луча света на 180°, обогреваемый жидкостью из термостата. Цвет подбирают также поворотом диска со светофильтрами до совмешения цветности полей в окуляре (парафина и светофильтра).

 

· Коэффициент преломления

Лучепреломление или рефракция - явление изменения направления и скорости световых лучей при переходе из одной среды в другую.

С изменением угла падения меняется угол преломления, но отношение величин этих углов для одной и той же среды остается постоянным:

=const

Это отношение называется коэффициентом, или показателем, преломления ().

Между коэффициентом преломления и плотностью для различных гомологов одного и того же ряда существует линейная зависимость. Показатель преломления зависит от следующих показателей: от плотности вещества. Также зависит от содержания атома водорода. Парафины < олефины < нафтены < арены < полициклические арены < смолы

Закономерности, характерные для индивидуальных углеводородов, наблюдаются также и для нефтяных фракций, т. е. чем выше температура кипения фракции, тем выше ее плотность и коэффициент преломления.

Пересчет показателя преломления с одной температуры на другую осуществляется по формуле:

 

· Рефрактометр — прибор для определения показателя (коэффициента) преломления (рефракции). Численно показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в веществе меньше, чем скорость света в вакууме. Значения n зависят от длины волны λ света и температуры, которые указывают соответственно в подстрочном и надстрочном индексах. Определяют показатель преломления при длине волны света соответствующей желтому свечению атомов натрия (при t=20 °C для D-линии спектра натрия (λ = 589 нм) {\displaystyle n_{D}^{20}}).

· ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

Оптическая активность - способность веществ вызывать поворот плоскости поляризации проходящего через них поляризационного света.

Поляриметр -прибор для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматического света в оптически-активных веществах

5

4

2

3

1

                          

 

 

1. Электромагнитные колебания распространяющиеся в разных направлениях
2. Призма Николя (из кварца)
3. Электромагнитные поля в одном направлении
4. Кювето с вещестом
5. Анализатор

           

С ПОМОЩЬЮ РЕГУЛЯТОРА ДОБИВАЕМСЯ ОДНОГО ЦВЕТА

 

 

 

                   +  [+] ПРАВОВРАЩАЮЩЕЕ    

                               – УГОЛ ВРАЩЕНИЯ

                   -  [+] ЛЕВОВРАЩАЮЩЕЕ