Quando la luce passa da un mezzo all'altro, come dall'aria al vetro, cambiano sia la velocità dei raggi di luce che la loro direzione di viaggio. Gli scienziati si riferiscono al rapporto della velocità della luce nel vuoto, che è costante, alla velocità della luce nel mezzo come indice di rifrazione. L'indice di rifrazione del mezzo è proporzionale alla variazione dell'angolo dei raggi luminosi. Gli scienziati effettuano normalmente misurazioni dell'indice di rifrazione su liquidi relativamente puri per verificarne la purezza. Tuttavia, è possibile eseguire misurazioni dell'indice di rifrazione anche su miscele di liquidi. Inoltre, se lo sperimentatore conosce l'identità e le quantità di ciascun componente di una miscela o formulazione, può calcolare un indice di rifrazione stimato.
Calcola la frazione molare X di ciascun componente della miscela. La frazione molare di un dato componente A è data da "X (A) = (moli di A) / (moli di tutte le sostanze)" e le moli di una sostanza sono date da moli = (grammi di sostanza) / (peso in formula di sostanza).
Ad esempio, si consideri una miscela di 10,0 g di esano, 10,0 g di toluene e 10,0 g di cicloesano. I pesi della formula di queste sostanze sono rispettivamente 86,18, 92,14 e 84,16 grammi per mole. La miscela contiene quindi 0,116, 0,109 e 0,119 moli di questi composti. La frazione molare dell'esano è quindi X (esano) = 0,116 / (0,116 + 0,109 + 0,119) = 0,337, mentre le frazioni molari di toluene e cicloesano sono rispettivamente 0,317 e 0,346.
Determinare gli indici di rifrazione di tutti i componenti nella miscela. Queste informazioni sono normalmente disponibili nei libri di consultazione, come "L'indice Merck", così come nei database online (Vedi risorse). Continuando l'esempio dal passaggio 1, gli indici di rifrazione di esano, toluene e cicloesano sono rispettivamente 1.3749, 1.4969 e 1.4262.
Moltiplicare la frazione molare di ciascun componente per l'indice di rifrazione di quel componente, quindi sommare tutti i prodotti per determinare l'indice di rifrazione stimato della miscela. Continuando l'esempio dal passaggio 2, l'indice di rifrazione della miscela sarebbe "n (miscela) = (0.337 * 1.3749) + (0.317 * 1.4969) + (0.346 * 1.4262) = 1.431."