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1. 요약

굴절계(refractometer)란 빛에 대한 물질의 굴절률을 이용하여 수용액의 농도를 측정하는 장비입니다.
일반적으로 한 두 방울의 적은 양의 시료액을 통해서 음식, 농작물, 음료수, 화학 약품, 산업용 기름 등을 쉽고 간편하게 측정할 수 있습니다.

2. 빛의 굴절

빛은 공기 중을 통과할 때 거의 30만 km/h 의 속도로 달릴 수가 있습니다. 그런데 공기가 아닌 다른 매질, 예를 들어 물속으로 들어 갈 때는 속도가 느려지는데 이때 어느 한 매질에서 다른 매질로 이동할 때는 이러한 속도차이에 의해 방향을 바꾸게 됩니다. 이러한 현상은 우리 일상 생활에서도 많이 찾아 볼 수 있으며 컵에 물을 넣어 젓가락을 그 안에 넣으면 젓가락이 구부러져 보이게 됩니다. 이러한 성질을 빛의 굴절 (refraction) 현상이라고 합니다. 이러한 빛의 굴절은 수용액의 농도에 따라서 위와 같이 각기 다르게 나타납니다.

3. 굴절계의 원리

굴절계는 굴절지수(nD)를 사용하여 빛의 방향이 변화하는 각도(굴절각)를 비교하여 시료액의 농도를 측정할 수 있는 측정기입니다. 굴절계 내부의 프리즘은 수용액보다 더욱 큰 굴절 지수를 가지고 있으며, 측정은 아래의 그림과 같이 프리즘과 수용액이 만나는 곳에서 이루어 집니다.

ㆍ묽은 시료 일 때는 프리즘과의 사이에 굴절율차가 크게 되어 크게 굴절합니다 → A
ㆍ짙은 시료 일 때는 프리즘과의 사이에 굴절율차가 적게 되어 작게 굴절합니다 → B

4. 일반적인 굴절 지수

일반적으로 굴절 지수(굴절의 눈금, nD) 값은 온도에 따라 영향을 받습니다. 그러나 굴절계는 제품에 따라 온도보상(Temperature compensation)이 가능한 제품이 있으므로 보다 정밀한 측정값이 필요할 때에는 온도 보상이 가능한 제품을 선택하셔야만 합니다.

시료액	온도	굴절지수
메탄올	25°C	1.326
아세톤	25°C	1.357
에타놀	25°C	1.359
초산	25°C	1.370
벤젠	25°C	1.498
파라핀 오일	25°C	1.412
야자 오일	25°C	1.456
올리브 오일	25°C	1.471
메틸 살리실산염	25°C	1.522
메틸 요오드화물	25°C	1.740

5. 일반적인 굴절 농도 (Brix %)

Brix 눈금은 100ml의 물속에 담겨져 있는 사탕수수의 양(Gram)을 포함한 것을 의미하며 일반적으로 당도의 눈금이라고도 합니다. 그러므로 Brix % 눈금값은 실제 설탕 농도와 동일한 측정값을 의미합니다.