informe refractometria

$: Informe Refractometria$
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

Página 1


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.

Página 2


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.

Página 3


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.

Página 4


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.

Página 5


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.

Página 8


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

Página 9


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

Página 10


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

Página 11


©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

Página 12


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

Página 13


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

Página 14


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

Página 15


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

Página 16


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

Página 17


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

Página 18


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

Página 19


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

Página 20


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

Página 21


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

Página 22


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

Página 23


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

Página 24


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.

Alberty R., Daniels F., "Fisicoquímica ", versión SI, Ira ed, Cia Ed. Continental, México, 1984.

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Lange, "Handboof of Chemistry", Ed. Me Graw Hill.

Jose Huapaya Barrientos “Fisico-quimica Teoria y Problemas “

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informe refractometria

Documents

ndice de refraccin

ngulo de refraccin

refraccin obtenidos

luz incidente

velocidad de propagacin

radiacin incidente

rayo incidente

primer medio