Rifrattometri ottici, portatili e digitali

Caratteristiche generali del rifrattometro

Il rifrattometro in generale è uno strumento destinato a misurare le caratteristiche del liquido per mezzo della rifrazione della luce.

La rifrazione è il cambiamento nella direzione di un’onda che passa da un mezzo all’altro, avente un indice di rifrazione diverso. Il fenomeno è descritto dalla legge di Snell.

Le scale di misura normalmente utilizzate nei rifrattometri sono: scala Brix, scala Plato, scala Baumè, ecc.

Applicazioni strumentali

L’utilizzo è previsto in diversi settori, qua sotto elencati:

Rifrattometro nell’industria alimentare e nella produzione vegetale
Rifrattometro nella sanità, nell’allevamento e nella medicina veterinaria
Rifrattometro nell’industria meccanica
Rifrattometro nell’industria automobilistica

Ad esempio, nell’industria alimentare si utilizza la scala Brix del rifrattometro per determinare il grado zuccherino di un campione liquido di alimento. Nelle aziende vitivinicole si valuta il grado zuccherino dell’uva per iniziare a vendemmiare nel periodo più idoneo, oppure del mosto per capire l’andamento della fermentazione. Dal grado zuccherino si può calcolare la futura gradazione alcolica del vino.

Funzionamento

Ci sono in generale diversi tipi di rifrattometri, in questo articolo cercheremo di approfondire i tre tipi differenti:

portatili tradizionali
portatili digitali
da tavolo da laboratorio Abbe

Rifrattometri portatili tradizionali

Sono costituiti da un prisma, uno sportellino protettivo, una vite di taratura, un gruppo oculare e una messa a fuoco.

Procedura:

aprire lo sportellino protettivo
pulire il prisma
depositare qualche goccia di campione liquido
chiudere lo sportellino protettivo in modo da spandere il liquido su tutta la scala del prisma
posizionare lo strumento verso una fonte luminosa e mettere a fuoco fino a quando la gradazione può essere letta

Vantaggio: consente misure rapide, anche in campo, e lo strumento ha un prezzo vantaggioso.

*Figura 1 – Rifrattometro portatile [Fonte: Flickr.com]*

Rifrattometri digitali

Sono strumenti di misura elettronici con pulsante ON/OFF e display. Solitamente, può esserci anche il pulsante READ per ottenere la lettura. Si analizzano sempre piccoli quantitativi di campione, e la cella di misura è di solito in acciaio inox con prisma ottico in vetro. Il display visualizza la misura e la temperatura.

Vantaggio: la risposta da parte dello strumento è rapida, e la misura è indipendente dall’operatore.

Rifrattometri Abbe

Ernst Abbè progettò il suo rifrattometro nel 1869, e fu messo in commercio per la prima volta da Carl Zeiss nel 1881 (unico produttore di questi rifrattometri per i successivi 40 anni).

Costituito da un oculare dove viene proiettata la scala con l’indice di rifrazione, manopola e due prismi con alto indice di rifrazione racchiusi in una scatola a cerniera che permette di lasciare un certo spessore occupato poi dal campione liquido che si vuole esaminare. È costituito inoltre da una sorgente luminosa di una certa lunghezza d’onda. Il prisma è termostatabile.

Misurano l’indice di rifrazione (IR), gradi Brix e temperatura, a seconda del modello. Alcuni dispositivi specializzati possono avere una doppia scala: una può essere utilizzata per leggere l’indice di rifrazione, l’altra (situata sotto o sopra e visibile allo stesso tempo) per i gradi Brix.

Procedura:

accendere la fonte luminosa
aprire il doppio prisma del rifrattometro
pulire entrambe le superfici in vetro con carta da filtro, alcol e asciugare
utilizzare una pipetta per riempire lo spazio tra i due prismi con il campione liquido
chiudere il doppio prisma
ruotare la manopola della scala del rifrattometro per ottenere una chiara immagine delle regioni illuminate e scure
utilizzare la vite micrometrica per ulteriore raffinamento della scala
leggere il valore
aprire il doppio prisma e asciugare le superfici di vetro
ripetere le stesse operazioni per gli altri campioni liquidi

Vantaggio: consente misure più accurate e precise rispetto al rifrattometro portatile.

*Figura 2 – Rifrattometro Abbe [Fonte: Flickr.com]*

*Figura 3 – Doppio prisma e inserimento del campione [Fonte: Flickr.com]*

Limiti del rifrattometro

Per la taratura degli strumenti, utilizzare qualche goccia di acqua distillata al posto del campione liquido.

Lo svantaggio principale dei rifrattometri portatili e di Abbe riguarda la lettura del risultato che dipende strettamente dall’operatore. I rifrattometri digitali, invece, prevedono una misura automatica indipendente dall’operatore; tuttavia, il costo dello strumento è più elevato.

Precauzioni di utilizzo

Prima di effettuare qualsiasi operazione, controllare adattare e calibrare lo strumento. Evitare urti, e non dimenticarlo esposto al sole oppure vicino a fonti di calore. Se lo strumento viene utilizzato per misurare soluzioni contenenti sostanze dannose, adoperarlo con la massima cautela e pulire accuratamente dopo l’utilizzo.