Refrakcja molowa

Refrakcja molowa – wielkość określająca polaryzację jednego mola substancji w polu elektromagnetycznym. Jest związana z polaryzacją cząsteczek substancji zgodnie ze wzorem

${\displaystyle R={\frac {4}{3}}\pi N_{A}\alpha ,}$

gdzie:

${\displaystyle R}$ – refrakcja molowa,

${\displaystyle N_{A}}$ – liczba Avogadra,

${\displaystyle \alpha }$ – średnia polaryzowalność jednej cząsteczki.

Jednostką refrakcji molowej w układzie SI jest m³/mol. Dla większości znanych związków chemicznych jej wartość zawiera się w granicach 10–50 cm³/mol.

Jest wielkością addytywną, dla związku chemicznego refrakcja jest sumą refrakcji atomowych i refrakcji grup atomów i wiązań, a ponadto zależy od sposobu ich rozmieszczenia i rodzaju wiązań między atomami. W przypadku mieszanin (np. roztworów) refrakcja jest też sumą refrakcji składników, co można zapisać

${\displaystyle R=x_{A}R_{A}+x_{B}R_{B}+\dots ,}$

gdzie indeksy ${\displaystyle A,B\dots }$ odnoszą się do kolejnych składników mieszaniny, a ${\displaystyle x_{i}}$ oznacza ułamek molowy i-tego składnika.

W przypadku cieczy, a tym bardziej ciał stałych, można przyjąć, że refrakcja molowa jest w przybliżeniu wielkością stałą i charakterystyczną dla danego związku. Zależy jedynie od długości fali świetlnej, dla której jest wyznaczana wartość współczynnika załamania światła.

W istocie refrakcja molowa zależy od temperatury i ciśnienia, ponieważ jest funkcją koncentracji cząsteczek, co szczególnie silnie uwidacznia się w przypadku gazów.

Dla światła wzór Lorentza-Lorenza określa związek refrakcji molowej ze współczynnikiem załamania światła (współczynnikiem refrakcji)^[1]:

${\displaystyle R=V_{m}{\frac {n^{2}-1}{n^{2}+2}},}$

gdzie:

${\displaystyle V_{m}}$ – objętość molowa ośrodka,

${\displaystyle n}$ – współczynnik załamania światła.