Właściwości optyczne refrakcyjne wybranych olejków roślinnych

• Autorzy: Andriyevsky B. , Andriyevska L. , Piecuch T. , Kowalczyk A.

Warianty tytułu

EN

Optical Refractive Properties of Some Plant Oils

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Refractive index n of an optically transparent material is an important its parameter, which depends on the electronic structure of the corresponding substance. In the case of plant oils, consisting of the relatively weak interacting particles, there are properties that however depend greatly on the intermolecular interaction. These properties are the oils coagulation and vaporization. The last phenomenon influences probably greatly the odor intensity of each oil, which can be significant for certain applications. Therefore, results of the temperature dependences of density p(T) and refractive index n(T) of plant oils can be helpful for estimation of the degree of intermolecular interaction and corresponding possibilities of practical applications of oils. In the present paper, the results of study of the temperature dependences of refractive index nD(T) and density p(T) in the range of 20-60 degrees C have been presented for three plant oils obtained from orange, lemon and grapefruit. For measurements of the absolute refractive index n_D of oils at the wavelength lambda(D) = 589 nm a standard Abbe refractometer was used. The oil's density p at ambient temperature was obtained by the measurement of the corresponding mass m and volume V, p = m/V. Measurements of the temperature dependences of refractive index n(T) and volume V(T) of the known mass of oil m were performed using the 6-liters water thermostat "PolyScience model 912". The dependences obtained have been used for calculation of the characteristic values of specific refraction and intermolecular interaction of the oils according to the model of the effective electric field proposed in the former publications of the authors (Andriyevsky, B., et al. 2009, Andriyevsky, B., et al. 2010). The following conclusions have been formulated on the basis of investigations of the orange, lemon and grapefruit plant oils done in the temperature range of 20-60 degrees C. 1. The temperature dependences of density p(T) and electric susceptibility X-D(T) are fitted satisfactorily by the first order polynomial, p(T) = a + bT, with negative coefficients b. 2. Refractive properties of the lemon and grapefruit oils are close in comparison to the analogous values for the orange oil. 3. Intermolecular bonds in the lemon and grapefruit oils can be weaker in comparison to the orange oil.

PL

Współczynnik załamania n optycznie przezroczystego materiału jest ważną jego charakterystyką, która zależy od elektronowej struktury cząsteczek odpowiedniej substancji. W przypadku olejków roślinnych, zawierających stosunkowo słabo oddziałujące cząsteczki, są jednak własności, które zależą w znacznym stopniu od oddziaływania międzycząsteczkowego. Do takich własności można odnieść krzepnięcie i parowanie olejków. Ostatnie zjawisko wpływa prawdopodobnie w dużym stopniu na natężenie zapachu każdego olejku, który jest ważny w odpowiednich zastosowaniach praktycznych. W związku z tym wyniki badań zależności temperaturowych gęstości r(T) i współczynnika załamania n(T) olejków roślinnych mogą być pomocne w oszacowaniu stopnia oddziaływania międzycząsteczkowego i odpowiednich możliwości ewentualnych zastosowań praktycznych. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań zależności temperaturowych w zakresie 20-60°C współczynnika załamania nD(T) i gęstości r(T) trzech olejków roślinnych: z pomarańczy, cytryny i grejpfruta. Do pomiarów bezwzględnego współczynnika załamania nD olejków na długości fali świetlnej l_D = 589 nm wykorzystano standardowy refraktometr Abbe. Gęstość olejków ρ w temperaturze pokojowej była otrzymana poprzez mierzenie masy m określonej objętości V olejku i następujące obliczenie według wzoru definiującego ρ = m/V. Pomiary zależności temperaturowych współczynnika załamania n(T) i objętości olejków V(T) o określonej masie m wykonano przy pomocy 6-litrowego wodnego termostatu przepływowego typu “PolyScience model 912”. Otrzymane zależności wykorzystano do obliczenia charakterystycznych wielkości refrakcji właściwej i oddziaływania międzycząsteczkowego w olejkach według modelu pola efektywnego zaproponowanego we wcześniejszych pracach autorów (Andriyevsky, B., et al. 2009, Andriyevsky, B., et al. 2010). Na bazie przeprowadzonych badań densymetrycznych i refraktometrycznych olejków roślinnych z pomarańczy, cytryny i grejpfruta w zakresie temperatur 20-60°C sformułowano następujące wnioski.- Zależności temperaturowe gęstości ρ(T) i podatności elektrycznej cD(T) trzech olejków aproksymują się zadowalająco wielomianem pierwszego rzędu, ρ(T)=a+bT, z ujemnymi wartościami współczynników b.-Właściwości optyczne refrakcyjne olejków cytrynowego i grejpfrutowego są zbliżone w porównaniu do właściwości olejku pomarańczy.- Wiązania międzycząsteczkowe w olejkach z cytryny i grejpfruta mogą być słabsze niż w olejku z pomarańczy.

Słowa kluczowe

EN

plant oils; density; refractive index; intermolecular interaction

PL

olejki roślinne; gęstość; współczynnik załamania; oddziaływanie międzycząsteczkowe

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 1
• Strony: 597--608
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Andriyevsky B.

• Politechnika Koszalińska

autor

Andriyevska L.

• Politechnika Koszalińska

autor

Piecuch T.

• Politechnika Koszalińska

autor

Kowalczyk A.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Andriyevsky, B., Andriyevska, L., Juraszka, B., Kowalczyk, A., Piecuch, T. (2009). Densimetric and refractive properties of oils from anise, juniper and black cumin for masking of odours. Polish Journal of Environmental Studies, 5, 10-19.
• 2. Andriyevska, L., Juraszka, B., Kowalczyk, A., Piecuch, T., Pol, K., Zimoch, A. (2008). Neutralizacja przykrych zapachów poprzez rozpylanie roztworów powstałych na bazie ekstraktów z owoców cytrusowych, imbiru oraz goździków. Rocznik Ochrona Środowiska, 10, 707-723.
• 3. Andriyevsky, B. (2003). Calculation of refractive indices for (NH2CH2COOH)2HNO3 crystal. Optics and Spectroscopy, 95, 92-102.
• 4. Andriyevsky, B., Andriyevska, L., Piecuch, T. (2010). Intermolecular interaction in plant oils from refractive and density measurements. Optics and Spectroscopy, 109, 932-937.
• 5. Andriyevsky, B., & Czapla, Z. (2004). Refractive and dilatative ferroelectric anomalies of DGN crystals. Ferroelectrics, 302, 39-41.
• 6. Bandrowski, J., & Troniewski, L. (1996). Destylacja i rektyfikacja. Skrypty uczelniane nr 1954. Gliwice: Politechnika Śląska.
• 7. Born, M., & Wolf, E. (1984). Principles of Optics. Oxford: Pergamon.
• 8. Guenther, E. (1948-1952). The Essential Oils. New York: D. Van Nostrand Co.
• 9. Hummel, W., & Arndt, J., W. (1989). Anomalous optical relaxation behavior of densified SiO2 glass. J. Non-Cryst. Solids, 109, 40-46.
• 10. Katsiotis, S.T. (1988). Study of different parameters influencing the composition of hydrodistilled sweet fennel oil. Flavour Fragrance Journal, 4, 221-224.
• 11. Klimek, R. (1957). Olejki eteryczne. Warszawa: Wydawnictwo Przemysłu Lekkiego i Spożywczego.
• 12. Mizouchi, M., & Cooper, A.R. (1973). Relaxation of volume and index of refraction in pressure-compacted B2O3 glass. J. Am. Ceram. Soc., 56, 320-323.
• 13. Piecuch, T. (2007). Technika wodno mułowa, urządzenia i procesy. Koszalin: Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej.
• 14. Piecuch, T., Andriyevski, B., Andriyevska, L., Juraszka, B., Kowalczyk, A. (2009). Produkcja i rozpylanie roztworów neutralizujących przykre zapachy powstałych na osnowie ekstraktów z geranium, kminku zwyczajnego, anyżu jałowca pospolitego oraz czarnuszki. Rocznik Ochrona Środowiska, 11, 607-629.
• 15. Robinson, D.A. (2004). Calculation of the dielectric properties of temperate and tropical soil minerals from ion polarizabilities using the Clausius-Mosotti equation. Soil Science Society of America Journal, 68, 1780-1785.
• 16. Tan, C.Z., & Arndt, J. (1997). The mean polarizability and density of glasses. Physica B, 229, 217-224.
• 17. Vedam, K., & Limsuwan, P. (1978). Piezo‐ and elasto‐optic properties of liquids under high pressure. II. Refractive index vs density. J. Chem. Phys., 69, 4772-4778.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.