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Refractometria (Índice de Refracción) (página 2)




Partes: 1, 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.

V ml

n

n=0.0004%+1.3354

%[ ]

10

1.3430

19.00

20

1.3440

21.50

30

1.3500

36.50

40

1.3560

51.50

50

1.3580

56.50

60

1.3610

64.00

70

1.3650

74.00

80

1.3660

76.50

90

1.3670

79.00

100

1.3680

81.50

Determinacion dé % de alcohol de wisky.

n

n = 0.0004% + 1.3354

% [alcohol en el wisky]

1.3460

1.3460 = 0.0004% + 1.3354

26.5

GRUPO 2

%[ ]

n

n = 0.0004%+1.3356

10

1.3360

1.0

20

1.3430

18.5

30

1.3490

33.5

40

1.3540

73.5

60

1.3650

73.5

70

1.3660

76.0

80

1.3670

78.5

90

1.3680

81.0

Determinacion dé % de alcohol de wisky.

N

n = 0.0004% + 1.3356

% [alcohol en el wisky]

1.3460

1.3460 = 0.0004% + 1.3356

26

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)

INDICE DE REFRACCION A 20 °C

% DE SACAROSA

INDICE DE REFRACCION A 20 °C

% DE SACAROSA

1.34477

8.0

1.35923

17.2

1.34507

8.2

1.36185

18.8

1.34538

8.4

1.36218

19.0

1.34568

8.6

1.36685

21.8

1.34599

8.8

1.36719

22.0

1.34629

9.0

1.36888

23.0

1.34660

9.2

1.36922

23.2

1.35793

16.4

1.37090

24.2

1.35825

16.6

1.37130

24.4

1.35858

16.8

1.49589

82.0

1.35890

17.0

1.49641

82.2

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.

FRUTAS

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (frutas)

Mandarina

1.3450

Naranja Verde

1.3460

Naranja Amarilla

1.3590

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

FRUTAS

% DE SACAROSA

Mandarina

8.150

Naranja Verde

8.807

Naranja Amarilla

17.20

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.

PRODUCTOS LACTEOS

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (Lacteos)

Leche (Pura Vida)

1.3690

Yogurt (Pura Vida)

1.3670

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)

PRODUCTO ALIMENTICIO

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (Alimenticio)

Huevo

1.3580

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)

INDICE DE REFRACCION A 20 °C

% DE SACAROSA

INDICE DE REFRACCION A 20 °C

% DE SACAROSA

1.34477

8.0

1.35923

17.2

1.34507

8.2

1.36185

18.8

1.34538

8.4

1.36218

19.0

1.34568

8.6

1.36685

21.8

1.34599

8.8

1.36719

22.0

1.34629

9.0

1.36888

23.0

1.34660

9.2

1.36922

23.2

1.35793

16.4

1.37090

24.2

1.35825

16.6

1.37130

24.4

1.35858

16.8

1.49589

82.0

1.35890

17

1.49641

82.2

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.

FRUTAS

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (frutas)

Naranja Verde

1.3465

Uva

1.3620

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

FRUTAS

% DE SACAROSA

Naranja Verde

9.10

Uva

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.

PRODUCTOS LACTEOS

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (Lacteos)

Leche (Gloria)

1.3710

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)

PRODUCTO ALIMENTICIO

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (Alimenticio)

Huevo

1.3580

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

PRODUCTO ALIMENTICIO

INDICE DE REFRACCIÓN (n) (Alimenticio)

Miel

1.4960

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

Índice de Refracción a 20 °C

% de Humedad

Índice de Refracción a 20 °C

% de Humedad

Índice de Refracción a 20 °C

% de Humedad

1.5044

13.0

1.4935

17.2

1.4830

21.4

1.5038

13.2

1.4930

17.4

1.4825

21.6

1.5033

13.4

1.4925

17.6

1.4820

21.8

1.5028

13.6

1.4920

17.8

1.4815

22.0

1.5023

13.8

1.4915

18.0

1.4810

22.2

1.5018

14.0

1.4910

18.2

1.4805

22.4

1.5012

14.2

1.4905

18.4

1.4800

22.6

1.5007

14.4

1.4900

18.6

1.4795

22.8

1.5002

14.6

1.4895

18.8

1.4790

23.0

1.4997

14.8

1.4890

19.0

1.4785

23.2

1.4992

15.0

1.4885

19.2

1.4780

23.4

1.4987

15.2

1.4880

19.4

1.4775

23.6

1.4982

15.4

1.4875

19.6

1.4770

23.8

1.4976

15.6

1.4870

19.8

1.4765

24.0

1.4971

15.8

1.4865

20.0

1.4760

24.2

1.4966

16.0

1.4860

20.2

1.4755

24.4

1.4961

16.2

1.4855

20.4

1.4750

24.6

1.4956

16.4

1.4850

20.6

1.4745

24.8

1.4951

16.6

1.4845

20.8

1.4740

25.0

1.4946

16.8

1.4840

21.0

-

-

1.4940

17.0

1.4835

21.2

-

-

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


Partes: 1, 2


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