Quando la luce passa da un mezzo a un altro, ad esempio dall'aria al vetro, cambiano sia la velocità dei raggi di luce che la loro direzione di viaggio. Gli scienziati si riferiscono al rapporto tra la 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 normalmente effettuano misurazioni dell'indice di rifrazione su liquidi relativamente puri per verificarne la purezza. Tuttavia, le misurazioni dell'indice di rifrazione possono essere eseguite 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 della 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 di formula di queste sostanze sono 86,18, 92,14 e 84,16 grammi per mole, rispettivamente. La miscela quindi contiene 0,116, 0,109 e 0,119 moli di questi composti. La frazione molare di esano è quindi X (esano) = 0,116 /(0,116 + 0,109 + 0,119) = 0,337, mentre le frazioni molare di toluene e cicloesano sono 0,317 e 0,346, rispettivamente.

Determinare gli indici di rifrazione di tutti i componenti nella miscela. Questa informazione è normalmente disponibile nei libri di consultazione, come "The Merck Index", così come nei database online (Vedi Risorse). Continuando l'esempio della fase 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 determinare l'indice di rifrazione stimato della miscela. Continuando l'esempio del 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.