Download - Informe Refractometria
Universidad Nacional Mayor de San Marcos - 2011
1. INTRODUCCION 2
2. RESUMEN 3
3. PRINCIPIOS TEORICOS 4
4. DETALLES EXPERIMENTALES 8
5. TABULACION DE DATOS Y RESULTADOS 9
6. CALCULOS 16
7. ANALISIS Y DISCUCIION DE RESULTADOS 26
8. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 27
9. APENDICE28
HOJA DE DATOS CUESTIONARIO GRAFICOS
10. BIBLIOGRAFIA 31
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Cuando la radiación electromagnética atraviesa un límite entre dos medios,
cambia su velocidad de propagación. Si la radiación incidente no es perpendicular al límite
también cambia su dirección. El cociente entre la velocidad de propagación en el espacio
libre y la velocidad de propagación en el medio se llama índice de refracción.
El índice de refracción determina la velocidad de la luz en el medio al que
corresponde. Su relación con la polarizabilidad molecular se puede entender imaginando
que la propagación de la luz tiene lugar al inducir la luz incidente un momento bipolar
oscilante que luego refleja la radiación. La radiación reflejada, tiene la misma frecuencia
que la luz incidente, pero su fase se retrasa por efecto de la intersección. Este retraso de
fase, que aumenta a medida que las moléculas responden más fuertemente, retrasa la
propagación de la luz, y por tanto hace más lento su pase a través del medio.
Los índices de refracción se emplean para determinar la concentración de las
soluciones, identificar compuestos, y para asegurarse su pureza. Además son útiles para
determinar momentos bipolares, estructuras moleculares y pesos moleculares
aproximados.
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La presente práctica experimental de Refractometria tuvo como finalidad
determinar el índice de refracción de sustancias puras de agua y Propanol, así como de
mezcla a distintos porcentajes de volumen, además se determino el índice de refracción
de la sacarosa disuelta en agua.
Para cumplir tal objetivo se empleó el Refractómetro ABBE, bajo condiciones de
laboratorio de 20ºC de temperatura, 756 mmHg y 94% de humedad relativa.
A partir de los índices de refracción obtenidos se pudo realizar varias operaciones,
tales como: la determinación del porcentaje en peso del etanol en cada mezcla, sacarosa
en agua. Además se hizo un análisis del comportamiento de la luz sobre el medio, que es
la muestra. Finalmente se calculó la refracción molar de las mezclas, demostrándose que
es una propiedad aditiva.
Luego de haber desarrollado el experimento y con los datos tomados se hicieron
los cálculos respectivos dando los siguientes resultados:
…………………………………………………………………………………………………………
En conclusión la medida del índice de refracción depende de la concentración del
componente más volátil, es importante porque permite identificar una sustancia por su
pureza y composición.
Los errores obtenidos en la práctica se deben a la volatilidad de los componentes
de la mezcla y a posible falla al ubicar las dos zonas divididas.
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LEY DE SNELL :
Esta importante ley, llamada así en honor del matemático holandés Willebrord van
Roijen Snell, afirma que el producto del índice de refracción del primer medio y el seno del
ángulo de incidencia de un rayo es igual al producto del índice de refracción del segundo
medio y el seno del ángulo de refracción. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a
la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo
plano. En general, el índice de refracción de una sustancia transparente más densa es
mayor que el de un material menos denso, es decir, la velocidad de la luz es menor en la
sustancia de mayor densidad. Por tanto, si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio
con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, mientras que si incide
sobre un medio con un índice de refracción menor, se desviará alejándose de ella. Los
rayos que inciden en la dirección de la normal son reflejados y refractados en esa misma
dirección.
Para un observador situado en un medio menos denso, como el aire, un objeto
situado en un medio más denso parece estar más cerca de la superficie de separación de
lo que está en realidad. Un ejemplo habitual es el de un objeto sumergido, observado
desde encima del agua, como se muestra en la figura 3 (sólo se representan rayos
oblicuos para ilustrar el fenómeno con más claridad).
El rayo DB procedente del punto D del objeto se desvía alejándose de la normal,
hacia el punto A. Por ello, el objeto parece situado en C, donde la línea ABC intersecta
una línea perpendicular a la superficie del agua y que pasa por D.
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En la figura 4 se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios
medios con superficies de separación paralelas. El índice de refracción del agua es más
bajo que el del vidrio. Como el índice de refracción del primer y el último medio es el
mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo incidente AB, pero resulta
desplazado.
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INDICE DE REFRACCION:
La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en otro medio, es el
índice de refracción y se determina midiendo los ángulos de incidencia y de refracción en
la interfase. El índice de refracción depende de la longitud de onda de la luz y de la
temperatura, que se especifican generalmente con índices y subíndices, respectivamente.
Por ejemplo, nD25
indica un índice de r refracción a 25º determinado con luz
monocromática amarilla con arco de sodio (que se conoce como línea d). Los índices de
refracción se emplean para determinar la concentración de las soluciones, identificar
compuestos, y para asegurarse de su pureza.
Lorenz y Lorente mostraron que:
R=n2−1n2+2
⊗ Mρ ......................(1)
Donde M es el peso molecular, ρ la densidad y R la refracción molar. Esta refracción
molar se puede considerar independiente de la temperatura, de la presión y del estado de
agregación.
REFRACCION MOLAR DE MEZCLAS :
El valor experimental de la refracción molar de una mezcla de x1 y x2 fracciones
molares, respectivamente, de dos sustancias de pesos moleculares M1 y M2 viene dado
por:
[ R ]1−2=n2−1n2+2
⋅x1M1+x2M 2
ρ .......................(2)
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Donde n y ρ se refieren a la mezcla. Se ha encontrado que esta magnitud es la suma de
las contribuciones de los constituyentes separados, así que:
[ R ]1−2=x1 [R ]1+ x2 [R ]2 .................(3)
Donde [ R ]1Υ [R ]2 son las refracciones molares individuales. Se conocen muy pocas, o
quizás ninguna, excepción a esta regla; es particularmente para la determinación de la
refracción de sustancias sólidas o de materiales que solo se pueden conseguir en
cantidades pequeñas. La refracción molar de una disolución de composición conocida se
determina a partir de sus índices de refracción y densidad experimentales. Si se conoce la
refracción molar de u no de los constituyentes, se calcula fácilmente la del otro por la
ecuación (3).
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1) MATERIALES Y REACTIVOS:
- Refractómetro de Abbe. Pipetas graduadas de 1, 2 y 5 mL, tubos con tapón de corcho, algodón.
- Muestras agua desionizada,Propanol, sacarosa.
2) PROCEDIMIENTO:
A. MEDIDA DEL INDICE DE REFRACCION DE SOLUCIONES DE ETANOL Y
PROPANOL
Primero se preparó 3 mL de soluciones que contenían 0, 5,10,20,30, 40, 50,60, 80 y
100% en volumen de Propanol en agua. Luego se midieron las temperaturas de los
líquidos puros y se abrió el prisma superior y se limpió ambos prismas con algodón
humedecido en acetona y se colocó unas gotas de la solución preparada anteriormente
sobre el prisma inferior, luego se cerró con el prisma superior y se encendió el
refractómetro, se observó el ocular moviendo con el micrométrico hasta obtener una zona
sombreada, luego con el micrométrico, se colocó la división de las zonas en la
intersección de los filamentos cruzado por último se cerró el interruptor y se leyó
directamente en la escala el índice de refracción haciéndose lo mismo para todas las
soluciones preparadas.
B. MEDIDA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE SOLUCIONES DE SACAROSA EN
AGUA:
Primero se preparó soluciones de sacarosa al 5 y 10% en agua y se realizó los mismos
pasos de la parte A, midiéndose el índice de refracción y el porcentaje en peso
directamente.
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Tabla Nº 1: Condiciones de laboratorio
Presión (mmHg) Temperatura (°C) Humedad relativa(%)
756 23 92
Tabla Nº 2: Datos experimentales
Tabla 2.1: índices de refracción de las sustancias puras
%vol.n-propanol(A)
%vol.Agua (B)
nsolucion
0 100 1.3310100 0 1.3844
- Índice de Refracción- N-propanol- agua
Tabla 2.2: índice de refracción de solución de sacarosa en agua
% peso m(sacarosa) (g) m( agua) (g) n brix
20 2.5098 10.039 1.3644 20.3
10 1.1542 10.387 1.3481 10.2
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Tabla 2.3: índices de refracción de las mezclas
%voln propanol(A)
%volagua(B)
nmezcla
5 95 1.33675
10 90 1.33975
20 80 1.3493
30 70 1.3546
40 60 1.3588
50 50 1.3622
60 40 1.3669
80 20 1.3777
Tabla 2.4: Datos obtenidos de la densidad de las mezclas
N-propanol %vol
Agua %vol (g/ml)
0 100 0.99
5 95 0.98
10 90 0.978
20 80 0.96
30 70 0.94
40 60 0.92
50 50 0.90
60 40 0.88
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80 20 0.84
100 0 0.81
Tabla 2. 5. : Datos para la determinación de las masas de las
sustancias
n-propanol(A) Agua(B)
ρ22 °C A ( gml ) volA (mL) mA (g) ρ22 °CB( g
ml ) volB(mL) masB(g)
0.80504 0 0 0.99786 3 2.9934
0.80504 0.15 0.1208 0.99786 2.85 2.8439
0.80504 0.3 0.2415 0.99786 2.7 2.6942
0.80504 0.6 0.4830 0.99786 2.4 2.3949
0.80504 0.9 0.7245 0.99786 2.1 2.0955
0.80504 1.2 0.9660 0.99786 1.8 1.7961
0.80504 1.5 1.2076 0.99786 1.5 1.4968
0.80504 1.8 1.4491 0.99786 1.2 1.1974
0.80504 2.4 1.9321 0.99786 0.6 0.5987
0.80504 3 2.4151 0.99786 0 0
Tabla Nº 3: Datos teóricos
Tabla 3.1 Índices de refracción
n-propanol(A) 1.383
Agua(B) 1.3340
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©G.Speight, “Lange’s book of Chemistry”, 16th edition, Mc-GRAW
Hill, 2005
Tabla 3.2Densidades de los componentes puros
ρagua22 °C ( g
mL) ρn−propanol
22 °C ( gmL )
0.99786 0.80504
©CRC, “Handbook of Chemistry and Physics”, 82nd edition, Editorial CRC Press LLC
Tabla Nº 4: Resultados y Porcentajes de Error
Tabla 4.1Fracción molar del componente más volátil, el n-
propanol(A).
Moles de A (X10-
3)
Moles de
B
Moles
totales
Fracción molar
XA(X10-1)
0 0.166 0.166 0.000
2.000 0.158 0.16 0.13
4.02 0.15 0.15 0.27
8.04 0.13 0.14 0.57
12.05 0.12 0.13 0.93
16.07 0.10 0.12 1.34
20.00 0.08 0.10 2.00
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24.11 0.07 0.09 2.68
32.15 0.03 0.06 5.36
40.18 0 0.04 10
Tabla 4.2Porcentaje en peso teórico del n-propanol(A) y del agua
(B).
Peso total (A+B)(g) % en peso de A % en peso de B2.9934 0.00 100.00
3.0147 4.07 95.93
2.9357 8.23 91.77
2.8779 16.78 83.22
2.8200 25.69 74.31
2.7621 34.97 65.03
2.7044 47.65 52.35
2.6465 54.76 45.24
2.5308 76.34 23.66
2.4151 100.00 0.00
Tabla 4.3Porcentaje en peso experimental del n-propanol(A).
n-propanol %vol(A)
Agua% vol(B) % peso de A
0 100 0
5 95 7.76
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10 90 12.10
20 80 21.42
30 70 29.78
40 60 39.76
50 50 50.65
60 40 60.53
80 20 79.37
100 0 99.78
Tabla 4.4 Datos de las refracciones molares experimentales de las
mezclas.
Acetona %vol. n-propanol %vol. Rexp
0 100 3.86
5 95 3.96
10 90 4.13
20 80 4.57
30 70 5.08
40 60 5.68
50 50 6.58
60 40 7.54
80 20 11.1
100 0 17.38
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Tabla 4.5 Datos de las refracciones molares teóricas de las
mezclas.
n-propanol %vol. Agua %vol. Rteo
0 100 3.72
5 95 7.76
10 90 12.10
20 80 21.42
30 70 32.65
40 60 45.28
50 50 65.84
60 40 86.95
80 20 170.10
100 0 314.05
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Determinación de la densidad del n-propanol.
ρn−propanol22 °C = ρ20°C
1−βx (T 0−T x)
Dónde:
ρ20 °C=densidaddel n−propanol a20 °C
β=coeficiente de expansion cubica
T 0=temperaturade la densidad conocida
T x=temperatura ala que sedesea hallar la densidad
Para 20C= 0,8035gmL , 0,000956, T0=200C, =220C
Determinación de la densidad del agua
ρagua22 °C= ρ20 °C
1−β x(T 0−T x)
Para 20C=0.99829, 0.000215, T0=200C, =220C
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ρagua22 °C= 0.99829
1−0.000215 (20−22)=0.99786 g
mL
Determinación de las masas de A (n-propanol) en cada mezcla, a partir de la densidad
Dónde:
ρA=densidad de n-propanol a 220C
V=volumen de n-propanol en cada mezcla
A 5% .Para ρ =0.80504 g/mL , V= 0.15mL
A ¿0.80504×0.15=0.1208g
A 10% .Para ρ =0.80504 g/mL ,V=0.3 mL
A =0.80504×0.3=0.2415 g
A 20% .Para ρ =0.80504 g/mL , V=0.6mL
A =0.80504×0.6=0.4830 g
(Véase tabla 2.5)
Determinación de las masas de B (agua) en cada mezcla, a partir de su respectiva densidad
Dónde:
ρB=densidad del agua a 220C
V=volumen del agua en cada mezcla
A 5% .Para ρ=0.99786 g/mL , V= 2.85mL
B =0.99786×2.85=2.8439 g
A 10% .Para ρ=0.99786 g/mL , V= 2.7mL
B =0.99786×2.7=2.6942 g
A 20%. Para ρ=0.99786 g/mL , V= 2.4mL
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B =0.99786×2.4=2.3949 g
(Véase tabla 2.5)
Determinación de la masa total
ma+mb=mt
Dónde:
a = masa del n-propanol en la mezcla
b = masa del agua en la mezcla
A 5% .Para A = 0.1208 g , B= 2.8439 g
mT=0.1208+2.8439=2.9647 g
A 10% .Para A=0.2415 g , B=2.6942 g
mT=0.2415 g+2.6942 g=2.9357 g
A 20% .Para A=0.4830 g , B=2.3949 gmT=0.4830+2.3949=2.8779 g
(Véase tabla 2.5)
Determinación del % en peso teórico del n-propanol en cada mezcla
% n−propanol=ma
mt
×100%
Dónde:
ma=masa del n-propanol en cada mezcla
mT =masa total de cada mezcla
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A 5% .Para A=0.1208 g , mT= 2.9647 g
%n-propanol=0.1208g2.9647g
×100%=4.07 %
A 10% .Para A=0.2415 g , mT= 2.9357 g
%n-propanol =0.2415g2.9357g
×100%=8.23 %
A 20% .Para A=0.4830 g , mT= 2.8779 g
%n-propanol =0.4830g2.8779g
×100%=16.78 %
(Véase tabla 4.2)
Determinación de las moles de la n-propanol (A) y del agua (B)
nA=mAMA
; nB =mBMB
Dónde:
mA=masa de la n-propanol en la mezcla
mB=masa del agua en la mezcla
MA= masa molecular de la n-propanol
MB=masa molecular del agua
A 5% .Para mA=0.1208 g ,mB=2.8439 g ,MA=60.10 g
mol
,MB=18 g
mol
nA=0.1208g60.10g /mol= 2.0×10−3moles ; nB =
2.8439 g18g /m2ol
=0.158moles
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A 10 % .Para mA= 0.2415 g ,mB=2.6942 g ,MA= 60.10 g
mol
,MB= 18 g
mol
nA=0.2415g60.10g /mol= 4.02×10−3moles ; nB =
2.6942g18g /mol= 0.15
moles
A 20%. Para mA=0.4830 g ,mB=2.3949 g ,MA= 60.10 g
mol
,MB= 18 g
mol
nA=0.4830g60.10g /mol= 8.04×10−3moles ; nB =
2.3949 g18g /mol = 0.13
moles
(Véase tabla 4.1)
Determinación de las moles totales en la cada mezcla
nT=nA +nB
Dónde:
na= moles del n-propanol
nb = moles del agua
A 5% .Para na = 2.0×10−3moles ,nb=0.158 moles
nT=2.0×10−3+0.158 = 0.16 moles
A 10% .Para na= 4.02×10−3moles, nb= 0.15 moles
nT=4.02×10−3+0.15=0.154moles
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A 20% .Para nA= 8.04×10−3 moles ,nB= 0.13 molesnT= 8.04×10−3+0.13 = 0.138 moles
(Véase tabla 4.1)
Calculo de la fracción molar del componente más volátil: n-propanol
XA=Dónde:
nA= moles del n-propanol
nT= moles totales en la mezcla
A 5% .Para nA= 2.00×10−3moles
nT=0.16 moles
XA=2.00×10−3
0.16=0.0125
A 10% .Para nA=4.02×10−3moles , nT=0.154 moles
XA=QUOTE 4.02×10−3
0.154=0.0261 moles
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A 20 %. Para nA=8.04×10−3moles , nT=0.138 moles
XA=QUOTE8.04×10−3
0.138=0.058
(Véase tabla 4.1)
Determinación de las densidades (d0) de la mezcla
d0 =
Dónde:
mT= masa total en cada mezcla
V= volumen total de la mezcla
A 5%. Para mT= 2.9647 g ,V=3mL
d0=2.9647g3mL
=0.99 g/mL
A 10% .Para mT= 2.9357 g ,V=3mL
d0=2.9357g3mL
=0.98 mL
A 20% .Para mT= 2.8779 g ,V=3ml
d0=2.8779g3mL
=0.96mL
(Véase tabla 2.4)
Calculo del peso experimental del n-propanol en cada mezcla
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100x (n0−1)d0
=P1 x (n1−1)
d1+¿¿
Dónde:
d0= densidad de la mezcla d1= densidad de la n-propanol a 220Cd2=densidad del agua a 220Cn0= índice de refracción experimental de la mezclan1= índice de refracción experimental del n-propanol n2 = índice de refracción experimental del agua
A 5% .Para d0= 0.98 gmL
,d1= 0.80504gmL
, d2= 0.99786 gmL
,n0= 1.3389 gml
, n1=1.3847,n2= 1.3340
100×(1.3389−1)0.98
=p1(1.3847−1)0.80504
+(100−p1 )×(1.3340−1)
0.99786
P1=7.76 %
A 10% .Para d0=0.978 gmL
, d1=0.80504 gmL
, d2=0 99786
gmL
,n0=1.3430 n1=1.3847 ,n2= 1.3340
100×(1.3430−1)0.978
=p1(1.3847−1)0.80504
+(100−p1 )×(1.3340−1)
0.99786
p1=11.2%
A 20% .Para d0=0.8025gmL
, d1=0.79225gmL
, d2=0.80504
gmL
,n0=1.3790, n1=1.3593 ,n2= 1.3848
100×(1.3500−1)0.96
=p1(1.3847−1)0.80504
+(100−p1 )×(1.3340−1)
0.99786
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p1=20.9 %
(Véase tabla 4.3)
Calculo de la refracción experimental de las mezclas
Rexp=Dónde:
n0= índice de refracción de la mezcla
d0= densidad de la mezcla
x1= fracción molar del n-propanol
M1= masa molecular del n-propanol
M2= masa molecular del agua
A 5% .Para n0=1.3389 , d0= 0.98 gmL
, x1= 0.013 , M1= 60.10
gmL
,M2= 18 gmL
Rexp=1.33890
2−11.33890
2+2x0.013×60.10+(1−0.013)×18
0.98=3.95
A 10 %.Para n0=1.3430, d0= 0.978 gmL
, x1= 0.027 , M1=
60.10 gmL
,M2= 18 gmL
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Rexp=1.34300
2−11.34300
2+2x0.027×60.10+(1−0.027)×18
0.978=4.13
A 20% .Para n0=1.3500 , d0= 0.96 gmL
, x1= 0.057 , M1= 60.10
gmL
,M2= 18 gmL
Rexp=1.35000
2−11.35000
2+2x0.057×60.10+(1−0.057)×18
0.96=4.57
(Véase tabla 4.4)
Calculo de las refracciones molares teóricas de las mezclas
Radd=
Dónde:
n1= índice de refracción del n-propanoln2= índice de refracción del aguad1= densidad del n-propanol a 220Cd2= densidad del agua a 220 Cx1= fracción molar del n-propanol M1= masa molecular del n-propanolM2= masa molecular del agua
A 5% .Para x1= 0.013 ,n1= 1.383 ,n2= 1.334 ,d1= 0.80504gmL
.d2=0.99786gmL , M1=60.10 ,M2= 18
gmL
Radd = 0.013x1.3832−11.3832+2
x60.100.80504
+(1−0.013)x
1.3342−11.3342+2
×18
0.99786=¿7.76
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A 10% .Para: x1= 0.027 ,n1= 1.383 ,n2= 1.334 ,d1= 0.80504 gmL
.d2=0.99786 gmL
, M1=60.10 gmL
,M2= 18 gmL
Radd = 0.027x1.3832−11.3832+2
x60.100.80504
+(1−0.027)x
1.3342−11.3342+2
×18
0.99786=12.10
A 20% .Para: x1= 0.057,n1= 1.383 ,n2= 1.334 ,d1= 0.80504 gmL
.d2=0.99786 gmL
, M1=60.10 gmL
,M2= 18 gmL
Radd = 0.057x1.3832−11.3832+2
x60.100.80504
+(1−0.057)x
1.3342−11.3342+2
×18
0.99786=¿21.42
La teoría dice que el índice de refracción aumenta con la presión debido al aumento de la densidad. Un aumento de la presión y, por lo tanto, de la densidad aumenta la concentración de electrones encontrados por la radiación y aumenta correspondientemente el valor del índice de refracción. De acuerdo con esto, observando la gráfica y la tabla número 4 de los datos experimentales, se puede notar que a medida que la concentración es mayor en las soluciones binarias el índice de refracción aumenta.
Se observó que el índice de refracción experimental de la acetona pura no coincidió con el de la etiqueta del reactivo, esto se debe a algún defecto en los prismas del refractómetro. Este defecto no afecta la relación lineal que existe entre el índice de refracción y el %v/v de acetona.
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Como la refracción específica es una propiedad aditiva de la sustancia, se pudo calcular el % en peso de cada uno de los componentes de la mezcla problema.
En la gráfica se observa un comportamiento lineal, a medida que la solución es más diluida, es decir con una concentración menor, disminuye el índice de refracción, y mientras la solución es más pura, mayor es el índice de refracción, son directamente proporcionales.
CONCLUSIONES:
1.- La luz cambia de velocidad es decir la luz no se propaga del mismo modo en el aire
que en otro medio.
2.- La refracción de la luz sirve para ver los objetos con una dimensión diferente de la real.
Ello se consigue con el uso de las lentes.
Estos efectos de la refracción de la luz se utilizan en algunos aparatos, como la lupa y el
microscopio, que nos permiten ver los objetos aumentados.
3.-Si una sustancia tiene un índice de refracción mayor que otra, se dice que es más
refringente, por ejemplo, el agua es más refringente que el aire. Debido a esto, los objetos
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que están en el fondo de un recipiente con agua, los vemos más arriba.
RECOMENDACIONES:
1.-Como el índice de refracción es sensible a los cambios de temperatura y varía con la
longitud de onda de la luz, deben especificarse ambas variables al expresar el índice de
refracción de una sustancia.
2.- Como vamos a estar calculando los índices de refracción para varias soluciones con
diferentes W% peso de las sustancias que conforman esta solución; por tal motivo se le
sugiere estar limpiando constantemente el Refractómetro con alcohol o acetona - esta
última es la más recomendable por su alta volatilidad.
3.- Una vez puesta la muestra en el vidrio para su determinación en el Refractómetro,
tratar de que esta muestra no se pierda, si esto sucediese no se obtendría algún índice de
refracción.
I. CUESTIONARIO
1. ¿Cuáles son los tipos de refractómetros? Describa en forma breve el
refractómetro Abbe (partes esenciales, escalas, tipo de luz, etc.).
TIPOS
- Refractómetro de Pulfrich.
- Refractómetro de Abbe.
- Refractómetro de inmersión.
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REFRACTÓMETRO DE ABBE
Este refractómetro esta basado en el principio de ángulo límite, esta ideado para realizar la operación con comodidad y rapidez. Requiere solo cantidades muy pequeñas de la muestra y da una precisión de + 2 x 10-4. La escala esta graduada directamente en índices de refracción para las líneas D a 20º C. En su forma usual se puede usar con luz de sodio o con luz blanca. Los modelos de alta precisión se limitan en general al uso de la luz de sodio, aunque los fabricantes suministran tablas de corrección para las líneas C y F.
La escala curva s, graduada en unidades de índice de refracción, esta insertada en el anteojo. Los prismas P y P’ están sujetos a una varilla B, que puede girar en rededor de un eje perpendicular al plano de dibujo. La varilla lleva un fiel, cuya posición en la escala indica el índice de refracción de la muestra cuando se hace coincidir la línea divisoria entre las posiciones oscura e iluminada del campo con la intersección del retículo en el plano focal del anteojo.
Los prismas de Amici, A1 y A2 están ideados de tal modo que no desvían la luz d del sodio, mientras que las longitudes de onda más largas se desvían hacia un lado y las más cortas hacia el otro.
2. ¿Cuál es el efecto de la variación de la temperatura y de la presión en la
refracción específica y en la refracción molar de los líquidos?
El índice de refracción es sensible a los cambios de temperatura y varía con la longitud de onda de la luz, deben especificarse ambas variables al expresar el índice de refracción de una sustancia.
Si el medio 1 es el aire, para el cual ηabs = 1.000277 (a 760 mmHg, 0o C. Longitud de onda 5893 A), entonces η2abs = 1.000277 (sen i/sen r). Como el índice de refracción del aire varía muy poco con los cambios ordinarios de humedad, composición, temperatura y presión del aire en el laboratorio, son suficientes los valores del índice de refracción referidos al aire. Sin embargo en determinaciones de máxima precisión ha de corregir el valor del índice de refracción para las condiciones normales (PTN) o usar ηabs en caso necesario.
3. Importancia del uso del refractómetro en la industria alimenticia
El refractometro es muy importante en la industria alimentaria para conercer la concentracion de diversos productos; asi como el azucar y otros, ejemplo:
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Los fruticultores necesitan saber la cantidad de azúcar contenida en sus productos mientras se encuentran éstos en la vid para ayudar a regular la cosecha. El jugo de frutas contiene algunos otros sólidos aparte del azúcar, entonces técnicamente la lectura de Brix no debe interpretarse como la concentración de azúcar (los demás sólidos afectarán al índice de refracción y alterarán la lectura de Brix un poco). Los fruticultores pueden utilizar los refractómetros porque conforman un instrumento estándar del cual dependen todos los productores y compradores de frutas. De hecho, muchas veces se utiliza el valor de Brix medido por un refractómetro para fijar los precios. En una industria en que el Brix al 0.1% puede significar la diferencia entre decenas de miles de dólares, el refractómetro es de suma importancia.
Aplicaciones y Usuarios Típicos
Fruticultores
Esencialmente, cualquier tipo de fruta que se madura en la vid necesita cosecharse con una ventana de desarrollo estrecha. Normalmente, la madurez o el contenido de azúcar es el factor más importante y debe probarse antes de la cosecha. Por lo general, los fruticultores llevan un refractómetro análogo a la huerta en donde pizcan una muestra de la fruta y exprimen el jugo directamente al prisma del refractómetro. Esto les proporciona un método consistente para medir el desarrollo de su producto y ayuda a prevenir errores costosos. Nota: A menudo, los compradores de fruta basan el precio que están dispuestos a pagar en el contenido de Brix de la fruta cosechada. Teniendo en cuenta que muchas veces un solo comprador adquiere toda la cosecha, el 0.1% Brix importa mucho con respecto al valor total en dólares de la cosecha.
Procesadores y Empacadores de Alimentos.
Productores y Embotelladores de Bebidas
Una de las aplicaciones más grandes y más apropiadas del refractómetro es en el proceso de control de calidad de los productores y embotelladores de bebidas. Desde
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refrescos hasta vinos de mesa, se emplean los refractómetros durante todo el proceso para monitorear el nivel de sólidos disueltos en la solución.
Agricultura
La agricultura biológica, un derivado de la agricultura orgánica, utiliza muy pocos aditivos para enriquecer el suelo, sin pesticidas o aditivos inorgánicos. Hace varios años, se descubrió que ciertos aditivos orgánicos elevarían la lectura de Brix del jugo de las cosechas como el maíz. Al mantener estas lecturas de Brix arriba de cierto nivel, los jugos de las plantas funcionaban como una pesticida natural.
Cortar y Moler
Todos los fabricantes y maquinistas dependen de lubricantes y enfriadores para reducir tanto la fricción como el calor durante el proceso de corte y molido. Normalmente se venden dichos lubricantes en forma concentrada que se diluyen en agua. Este proceso de dilución es crítico y exige mucho tiempo. Un lote incorrecto puede producir la destrucción del trabajo o daños a máquinas que costarían miles de dólares. Sin embargo, la dilución de lotes grandes por volumen puede exigir mucho tiempo y ser trabajoso. Los refractómetros proporcionan la solución ideal al permitirle al usuario producir lotes grandes por aproximación y después verificar la concentración con exactitud para hacer la dilución más precisa.
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