Refractometria (Índice de Refracción) (página 2)

Otro de las  variables
que  influye en el índice re refracción es la
longitud de onda de la luz utilizada en
el índice de refracción y el cambio del
índice de refracción debido ala longitud de onda se
conoce como dispersión óptica.

En los equipos refractómetros la luz de longitud de
onda conocido es la luz de sodio en la franja D. El índice
de refracción para los estudios de estructura
molecular es conocido como refracción molar R para
cualquier compuesto es igual R al índice de
refracción al cuadrado -1 por peso molecular.

En la determinación del índice de
refracción se ha empleado mucho para la
verificación cualitativo de compuestos desconocidos
comparando los índices de refracción del compuesto
estudiado con valores de
literatura.

En el caso se puede determinarlos los indicadores de
refracción para un átomo,
para un grupo
funcional, para tipos de enlaces y que son sumativos desde sus
contribuciones individuales y esta expresión en conjunto
viene a ser la refracción especifica; si se multiplica la
refracción específica por el PH del
compuesto se obtiene las refracciones molares o refracción
molecular.

La aplicación de la refracción molar
reside en la determinación de los momentos bipolares de
los compuestos y por lo tanto debe estar relacionado con los
resultados de los constantes dieléctricos.

LEYES
DE REFRACCION

El fenómeno de la refracción se rige de
acuerdo con dos leyes de las
cuales la primera afirma que tanto el rayo incidente como el
refractado y la normal a la superficie de refracción
están contenidos en un mismo plano. La segunda ley, llamada
también ley de Snell, afirma que para una luz con una
frecuencia determinada, el cociente entre el seno del
ángulo de incidencia y el seno del ángulo de
refracción es constante e igual al índice relativo
de ambos medios. Esta
ley constituye el fundamento del funcionamiento de los
instrumentos llamados refractrómetros empleados para la
determinación de los índices de refracción
de los diversos materiales a
partir de la medición precisa de los ángulos de
incidencia y refracción.

INDICE DE REFRACCION

Relación entre la velocidad de
la luz en el vacío y su velocidad en un medio.
Numéricamente se define como la relación entre el
seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo
de la onda refractada; esta relación se denomina ley de
Snell.

En general, para todos los materiales la velocidad de la
luz que los atraviesa es menor que la velocidad de la luz en el
vacío, por lo que sus índices de refracción
son superiores o iguales a la unidad. La luz tiene una velocidad
dada por el producto entre
la longitud de onda y su frecuencia, por lo cual un medio
tendrá diferentes índices de refracción para
las diferentes longitudes de onda de la luz que lo atraviesa.
Este fenómeno se conoce como dispersión de los
índices de refracción. Para el espectro de la luz
visible, la dispersión en los cristales se da generalmente
entre las longitudes de onda de 4.308D (línea G) y 6.870D
(línea B).

Un medio isótropo es aquél para el cual
existe un único índice de refracción, es
decir, que el índice de refracción es el mismo
independientemente de la dirección en que la luz lo cruce
atravesado. Un medio con más de un índice de
refracción permite el paso de la luz según unas
direcciones determinadas, recibiendo el nombre de medio
anisótropo. Los índices de refracción se
utilizan en la determinación del relieve de los
minerales
cuando se analizan en un microscopio de
polarización. Cuanto mayor sea la diferencia entre los
índices de refracción de un cristal y del medio en
el que se encuentra, mayor será el relieve de dicho
mineral.

Ecuación de
Lorents-Lorents

Ecuación de
Eryckman

Ecuación de
Newton

Ecuación de Glastone –
Dale

Ecuación de
Edwars

Donde:

n = Índice de refracción

M = Peso molecular

d = Densidad

2.
OBJETIVOS

• Determinar el porcentaje de alcohol de
  las diferentes muestras que tomamos.
• Determinar la ecuación de la recta del etanol
  y graficar.
• Realizar la lectura
  del índice de refracción para frutas.

3.
DETERMINACION EXPERIMENTAL:

3.1. MATERIALES Y REACTIVOS

3.1.1 Materiales

• Refractometro.
• Fiolas de 100 ml.
• Pipetas.
• Papel Higienico.
• Piscetas.

3.1.2 Reactivos

• Agua bidestilada (QP).
• Alcohol.
• Frutas.
• Wisky.

3.2. CALCULOS

3.2.1
Determinacion del índice de refracción del
alcohol

GRUPO 1

– Calibrar el equipo con agua
bidestilada (QP) hasta conseguir el punto de n = 1.3334 y luego
leer las muestras o medio.

– En fiolas diferentes preparemos soluciones con
concentración de alcohol: 100%,90%, 80%, 70%, 60%, 50%,
40%, 30%, 20%, 10%.

– Anotar los respectivos datos en una
tabla.

Determinacion dé % de alcohol de
wisky.

GRUPO 2

Determinacion dé % de alcohol de
wisky.

3.2.2. Determinación de la concentración
de Sacarosa en frutas, en Productos
Lácteos
determinaremos sus sólidos totales y su actividad acuosa,
en Productos Alimenticios determinaremos su Porcentaje % de
proteínas en el caso del Huevo y
determinación de humedad en caso de la
Miel

GRUPO 1

Frutas

El cálculo de
los porcentajes de sacarosa se realiza mediante
tablas.

TABLA

Indices de refracción a 20
°C de las disoluciones de Sacarosa. (Solo es una
parte)

Procedimiento

• Realizar la lectura del
  índice de refracción de diferentes
  frutas.
• Mediante tablas de índice de refracción
  calcular el % de sacarosa que contiene cada fruta.

Con la ayuda de la Tabla y haciendo uso de las
interpolaciones obtenemos él % de sacarosa de las
frutas.

Mandarina

1.34477 —————————-8.0

1.3450 ——————————%
Sacarosa

1.34507 —————————- 8.2

% de Sacarosa = 8.15

Naranja Verde

1.34599 —————————-8.8

1.3460 ——————————%
Sacarosa

1.34629 —————————- 9.00

% de Sacarosa = 8.807

Naranja Amarilla

1.35890 —————————-17.0

1.3590 ——————————%
Sacarosa

1.35923 —————————- 17.2

% de Sacarosa = 17.06

Productos Lácteos

Para el caso de Productos Lácteos determinaremos
sus sólidos totales y su actividad acuosa

Procedimiento

• Realizar la lectura del índice de
  refracción de diferentes productos lacteos.
• Mediante las siguientes formulas obtendremos nuestros
  resultados.

S = 70 + 444 (n – 1.4658) Solidos
Totales.

n = 3.1395 – 1.806 aw Actividad
Acuosa.

Leche (Pura Vida):

Reemplazando n y calculando nuestros resultados
para sólidos totales:

S = 70 + 444 (n – 1.4658)

S = 70 + 444 (1.3690 – 1.4658)

S = 27.0208 Solidos Totales.

Reemplazando n y calculando nuestros resultados
para actividad acuosa:

n = 3.1395 – 1.806 aw

1.3690 = 3.1395 – 1.806 aw

aw = 0.9803 Actividad
Acuosa.

Yogurt (Pura Vida):

Reemplazando n y calculando nuestros resultados
para sólidos totales:

S = 70 + 444 (n – 1.4658)

S = 70 + 444 (1.3670 – 1.4658)

S = 26.1328 Sólidos Totales.

Reemplazando n y calculando nuestros resultados
para actividad acuosa:

n = 3.1395 – 1.806 aw

1.3670 = 3.1395 – 1.806 aw

aw = 0.9814 Actividad
Acuosa.

Productos Alimenticios

Para el caso de Productos Alimenticios determinaremos su
% de proteinas

Procedimiento

• Realizar la lectura del índice de
  refracción del huevo.
• Mediante las siguiente formula obtendremos nuestro
  resultado.

% DE PROTEINAS = 7.45 + 0.0516
(n)

Huevo:

Reemplazando n y calculando nuestro resultado
para % de proteinas:

% DE PROTEINAS = 7.45 + 0.0516 (n)

% DE PROTEINAS = 7.45 + 0.0516 (1.3580)

% DE PROTEINAS = 7.5200

GRUPO 2

Frutas

El cálculo de los porcentajes de sacarosa se
realiza mediante tablas.

TABLA

Indices de refracción a 20
°C de las disoluciones de Sacarosa. (Solo es una
parte)

Procedimiento

• Realizar la lectura del índice de
  refracción de diferentes frutas.
• Mediante tablas de índice de refracción
  calcular el % de sacarosa que contiene cada fruta.

Con la ayuda de la Tabla y haciendo uso de las
interpolaciones obtenemos él % de sacarosa de las
frutas.

Naranja Verde

1.34629 —————————-9.0

1.3465 ——————————%
Sacarosa

1.34660 —————————- 9.2

% de Sacarosa = 9.10

Uva

1.36185 —————————-18.8

1.3620 ——————————%
Sacarosa

1.36218 —————————- 19.0

% de Sacarosa = 18.89

Productos Lácteos

Para el caso de Productos Lácteos determinaremos
sus sólidos totales y su actividad acuosa

Procedimiento

• Realizar la lectura del índice de
  refracción de diferentes productos lacteos.
• Mediante las siguientes formulas obtendremos nuestros
  resultados.

S = 70 + 444 (n – 1.4658) Solidos
Totales.

n = 3.1395 – 1.806 aw Actividad
Acuosa.

Leche (Gloria):

Reemplazando n y calculando nuestros resultados
para sólidos totales:

S = 70 + 444 (n – 1.4658)

S = 70 + 444 (1.3710 – 1.4658)

S = 27.9088 Solidos Totales.

Reemplazando n y calculando nuestros resultados
para actividad acuosa:

n = 3.1395 – 1.806 aw

1.3710 = 3.1395 – 1.806 aw

aw = 0.9792 Actividad
Acuosa.

Productos Alimenticios

Para el caso de Productos Alimenticios determinaremos su
% de proteínas.

Procedimiento

• Realizar la lectura del índice de
  refracción del huevo.
• Mediante las siguiente formula obtendremos nuestro
  resultado.

% DE PROTEINAS = 7.45 + 0.0516
(n)

Huevo:

Reemplazando n y calculando nuestro resultado
para % de proteinas:

% DE PROTEINAS = 7.45 + 0.0516 (n)

% DE PROTEINAS = 7.45 + 0.0516 (1.3580)

% DE PROTEINAS = 7.5200

Determinación de Humedad en la
miel.

• Realizar la lectura del índice de
  refracción de la miel.
• Mediante las siguiente formula obtendremos nuestro
  resultado.

H = 608.8725 – 396.1360 (n) a 20
°C

Miel:

Reemplazando n y calculando nuestro resultado
para hallar la humedad que contiene nuestra muestra:

H = 608.8725 – 396.1360 (n) a 20 °C

H = 608.8725 – 396.1360 (1.4960)

H = 608.8725 – 592.6194

H = 16.25 HUMEDAD PRESENTE EN NUESTRA
MIEL

OTRO METODO

• Podemos aplicar otro método
  para determinar la humedad que contiene la miel.
• Este método es mediante tablas de Humedad
  presentes en la miel.

TABLA

Interpolamos nuestros datos para obtener nuestra
Humedad.

1.4966 —————————-9.0

1.4960 ——————————%
Humedad

1.4961 —————————- 9.2

% Humedad = 16.24

3.3.
CONCLUSIONES.

• Este método utilizamos para determinar el
  porcentaje de azúcar que tienen las frutas.
• Este método se utilizó para determinar
  la actividad acuosa y sólidos totales de los derivados
  de la leche.
• También determinamos el porcentaje de humedad
  en la miel.

3.4. SUGERENCIAS

• Calibrar bien el refractómetro para obtener
  mejores resultados que se puedan acomodar a la
  exactitud.
• Tener cuidado al manipular nuestros equipos de
  laboratorio.

3.5. BIBLIOGRAFIA

• Hobart H. Willard, Lynne L. Merrit, JR, Jhon A. Dean
  METODOS INSTRUMENTALES DE ANALISIS.
• www.wikipedia.com, Enciclopedia virtual.
  2007

Autor:

Almeida Robles Christian
Alessandro

Universidad Nacional del Altiplano

Facultad de Ingeniería Química

Puno

31 de Marzo del 2008