Refrakcja molowa jest wielkością opisującą optyczną "zdolność załamywania" związaną z budową cząsteczki i jej polaryzowalnością. W praktyce laboratoryjnej wyznacza się ją pośrednio z danych pomiarowych cieczy: współczynnika załamania światła n oraz gęstości ρ w tej samej temperaturze.
Do obliczeń stosuje się zależność Lorentza-Lorenza (często nazywaną też wzorem na refrakcję molową):
R = ((n² − 1)/(n² + 2)) · (M/ρ),
gdzie M to masa molowa związku (dla kwasu butanowego wyznaczana ze wzoru sumarycznego), a ρ to gęstość w spójnych jednostkach z M. Kluczowe jest, aby n i ρ pochodziły z tej samej temperatury (tu 20°C), bo oba parametry zależą od temperatury.
Dlaczego poprawna jest odpowiedź "22,12"? Ponieważ jest to wynik uzyskany po wykonaniu dokładnie takiego przeliczenia: najpierw wyznacza się bezwymiarowy czynnik optyczny (n²−1)/(n²+2), następnie mnoży przez objętość molową M/ρ wynikającą z danych w tabeli. Wartość liczbowa jest wrażliwa na zaokrąglenia, więc obliczenia pośrednie należy prowadzić z odpowiednią liczbą cyfr znaczących.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe? Wartość "25,90" typowo odpowiada sytuacji, gdy użyto innych danych tablicowych (np. dla innej temperatury) albo zaokrąglono zbyt agresywnie na etapie wyznaczania n². Wynik "15,08" może wynikać z błędu jednostek (np. pomylenie gęstości w różnych układach jednostek lub niezgodne jednostki M i ρ), co zmienia czynnik M/ρ. Z kolei "12,22" często pojawia się, gdy omyłkowo pomija się część wzoru (np. używa się (n−1)/(n+2) zamiast wyrażenia z n²) lub myli się refrakcję molową z inną wielkością optyczną.
Wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniu sprawdź, czy wynik rośnie wraz z M/ρ (większa objętość molowa zwykle zwiększa R) oraz czy użyłeś wartości z tej samej temperatury. Taka kontrola rzędu wielkości pozwala szybko wychwycić błąd podstawienia lub jednostek.
