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refractometria analitica, Ejercicios de Química Analítica

Es un documento de quimica analitica de refractometria

Tipo: Ejercicios

2018/2019

Subido el 27/10/2019

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Refractometría, aplicado para medir índice de
refracción en sustancias orgánicas.
Refractometry applied to measure refractive index in organic substances.
Autor : Edith Fernanda Jaramillo Córdoba
Universidad tecnológica de Pereira
Resumen En la práctica aplicamos la técnica de refractometría
para medir la velocidad de propagación de la luz en un medio
contra la velocidad de la luz en el vacío, se realizó la medición en
varias sustancias orgánicas con un refractómetro ABBE.
También se midió el índice de refracción a una muestra
problema con el objetivo de encontrar su grado de pureza, su
composición para determinar la muestra que estábamos
tratando.
Palabras clave Refractometría, índice de refracción,
propagación.
Abstract In practice we apply the refractometry technique to
measure the speed of propagation of light in a medium against
the speed of light in a vacuum, the measurement was made in
several organic substances with an ABBE refractometer. The
refractive index to a problem sample was also measured in order
to find its degree of purity, its composition to determine the
sample we were treating.
Key Word Refractometry, refractive index, propagation.
INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe se utiliza el método de refractometría para
medir la composición y grado de pureza.
La refractometría es un método de medición que, partiendo
del fundamento del refractómetro, está determinado por la
velocidad de propagación de la luz en distintos medios, sustancias o
cuerpos, con relación a su densidad, a través de una escala de medición
conocida como índice de refracción.
Este refractómetro, basa su funcionamiento en la reflexión de la luz
que es una cualidad física de todas las sustancias y que a su vez
permite analizar algunas de sus propiedades como la densidad, y
concentración de sólidos solubles como sales, proteínas, ácidos o
azúcar en un medio.
Sin embargo, el refractómetro Abbe solo puede medir soluciones con
un índice de refracción por debajo del que arroja el vidrio Flint, por lo
que esta limitación se ha resuelto corrigiendo la temperatura con un
termostato integrado en el sistema óptico.
Dependiendo de la aplicación existen distintas escalas que miden los
porcentajes de determinadas sustancias: Grados Brix, Baume, o Mash
Sacch, entre otras.
El uso del refractómetro es muy amplio, y está incluido entre las
herramientas de control productivo y de calidad en muy diversos
sectores.
El refractómetro es un instrumento indispensable a la hora de
analizar el contenido de azúcar y potencial grado de alcohol,
dependiendo del grado de maduración de las uvas mediante
un medidor brix, pero el uso de un refractómetro de mano obliga a
usar las tablas de equivalencia a la hora de convertir las mediciones,
además de tener que anotar manualmente, guardar las anotaciones y
resto de pasos de cada protocolo.
Imagen 1: Refractometro ABBE.
Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un
cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación
que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno
se le llama refracción.
Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en
un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de
refracción de ese medio.
Si el índice de refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz
es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua.
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Refractometría, aplicado para medir índice de

refracción en sustancias orgánicas.

Refractometry applied to measure refractive index in organic substances.

Autor : Edith Fernanda Jaramillo Córdoba

Universidad tecnológica de Pereira

Correo-e: [email protected]

Resumen — En la práctica aplicamos la técnica de refractometría para medir la velocidad de propagación de la luz en un medio contra la velocidad de la luz en el vacío, se realizó la medición en varias sustancias orgánicas con un refractómetro ABBE. También se midió el índice de refracción a una muestra problema con el objetivo de encontrar su grado de pureza, su composición para determinar la muestra que estábamos tratando. Palabras clave— Refractometría, índice de refracción, propagación. Abstract — In practice we apply the refractometry technique to measure the speed of propagation of light in a medium against the speed of light in a vacuum, the measurement was made in several organic substances with an ABBE refractometer. The refractive index to a problem sample was also measured in order to find its degree of purity, its composition to determine the sample we were treating. Key Word — Refractometry, refractive index, propagation. INTRODUCCIÓN En el siguiente informe se utiliza el método de refractometría para medir la composición y grado de pureza. La refractometría es un método de medición que, partiendo del fundamento del refractómetro , está determinado por la velocidad de propagación de la luz en distintos medios, sustancias o cuerpos, con relación a su densidad, a través de una escala de medición conocida como índice de refracción. Este refractómetro , basa su funcionamiento en la reflexión de la luz que es una cualidad física de todas las sustancias y que a su vez permite analizar algunas de sus propiedades como la densidad, y concentración de sólidos solubles como sales, proteínas, ácidos o azúcar en un medio. Sin embargo, el refractómetro Abbe solo puede medir soluciones con un índice de refracción por debajo del que arroja el vidrio Flint, por lo que esta limitación se ha resuelto corrigiendo la temperatura con un termostato integrado en el sistema óptico. Dependiendo de la aplicación existen distintas escalas que miden los porcentajes de determinadas sustancias: Grados Brix , Baume, o Mash Sacch, entre otras. El uso del refractómetro es muy amplio, y está incluido entre las herramientas de control productivo y de calidad en muy diversos sectores. El refractómetro es un instrumento indispensable a la hora de analizar el contenido de azúcar y potencial grado de alcohol, dependiendo del grado de maduración de las uvas mediante un medidor brix , pero el uso de un refractómetro de mano obliga a usar las tablas de equivalencia a la hora de convertir las mediciones, además de tener que anotar manualmente, guardar las anotaciones y resto de pasos de cada protocolo. Imagen 1: Refractometro ABBE. Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción. Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de refracción de ese medio. Si el índice de refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua.

Por lo general cuando la luz llega a la superficie de separación entre los dos medios se producen simultáneamente la reflexión y la refracción. METODOLOGIA Principalmente en el laboratorio medimos el índice de refracción a diferentes sustancias orgánicas, empleando el refractómetro y teniendo en cuenta el blanco oscuro en cada sustancia. El procedimiento para la medición fue:

  1. Limpiar el prisma (dónde colocaremos las muestras) con dos gotas de agua y retiramos con un algodón, de la misma manera con etanol y acetona. La limpieza del prisma es clave para proseguir con las mediciones ya que mediremos la composición y pureza de cada muestra.
  2. Para tener una medición precisa debemos primeramente calibrar el refractómetro, para ello utilizamos una muestra con índice conocido, en este caso utilizamos el agua destilada, cerramos el cubreobjetos y giramos el tornillo de manera que el claro/oscuro se alinee con el cero.
  3. Se procede a medir cada sustancia, agregamos dos gotas de cada muestra orgánica en el prisma, hay sustancias demasiado volátiles por lo tanto debemos agregar un poco más de muestra porque se puede evaporar antes de hacer la medición. Muestras Agua Acetona Butanol Tolueno Isopropanol Tabla 1: Sustancias
  • Después de limpiar el prisma, procedemos a hacer la medición de cada sustancia, colocamos dos gotas de cada muestra en el prisma.
  • La clave de ésta medición es el claro/oscuro que nos muestra en el refractómetro, dónde nos indica la estabilidad de la sustancia y por ende se mide el índice de refracción. Imagen 2: Claro/oscuro en el refractómetro
  • Una vez que esta línea se alinea con la escala, registra la lectura y toma nota de la temperatura. La escala presenta los valores de (n) índice de refracción de la solución acuosa.
  • La temperatura es uno de los factores singulares más importantes que afectan la precisión de las lecturas del refractómetro y una de las mayores fuentes de error en las mediciones. La compensación de temperatura libera al usuario de la responsabilidad de medir la temperatura y aplicar un factor de corrección al tomar lecturas. Algunos refractómetros hacen esta corrección automáticamente (ATC Compensación automática de temperatura). La mayoría están diseñados para usar a temperatura estándar (20°), por lo tanto se la temperatura la temperatura difiere considerablemente o necesitamos máxima precisión, la temperatura debe ser compensada manualmente, de acuerdo a tablas existentes en los manuales de uso. Ecuación 1: Corrección de temperatura. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Muestras (^) n Experimental

Agua 1,

Acetona 1,

Butanol 1,

Tolueno 1,

Isopropanol 1,

Tabla 2: n Experimental a 24°C En el laboratorio medimos el índice de refracción de diferentes sustancias y el de una muestra problema para cada estudiante, con el fin de aprender el funcionamiento del refractómetro ABBE. A continuación, se muestra el índice de refracción teórico de cada sustancia. La mayoría de los refractómetros están diseñados para usar una temperatura estándar de 20˚C, pero como se trabajó bajo otras condiciones se deben emplear la ecuación n˚3 que relaciona temperatura estándar con la empleada en el laboratorio para una corrección de la misma. Para la corrección utilizamos la siguiente ecuación debido a la temperatura en la cuál trabajamos.