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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA (DFQ/ICEI)
Data: 20 /03/2024 Nota:
Professor: Bruno Lemos Curso: Eng. Química Disciplina: Laboratório de Físico-
Química
Alunos(as):
Guilherme Freitas Elias
Pablo Lucas Oliveira Cruz
ATENÇÃO: para acessar a videoaula correspondente, escaneie o QR Code ao lado.
ESTUDO DIRIGIDO N°6: DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE LÍQUIDOS
Para comparar os índices de refração obtidos com auxílio do refratômetro (𝒏
𝑻
exp) com
os tabelados no Handbook* (𝒏
𝟐𝟎°𝑪
(HB)) é necessário converter os valores experimentais para
a temperatura de 20°C. Para a água, um aumento de 1°C causa uma diminuição no índice de
refração de aproximadamente 1,1 x 10
- . Para as demais substâncias um aumento de 1°C
causa uma diminuição média de 4,5 x 10
Em
que:
2
1
2
1
2
é o valor do índice de refração na temperatura (𝑇 2
1
é o valor do índice de refração na temperatura (𝑇 1
𝑘 é a taxa de redução do índice de refração por acréscimo de 1ºC (água: 𝑘 = 1,1 x 10
e
demais substâncias estudadas: 𝑘 = 4,5 x 10
- CONVERTA os valores de índice de refração obtidos para os valores em uma temperatura
de 20 ºC. CALCULE os erros percentuais envolvidos, considerando as informações tabeladas
do Handbook (𝒏
𝟐𝟎°𝑪
(HB)). COMPLETE a tabela 1. Deixe seus cálculos registrados e discuta os
resultados obtidos em termos da exatidão das medidas.
Tabela 1 – Índice de refração aferido e calculado para as substâncias
Substâncias T / °C
𝒏
T
exp
𝑫
𝒏
𝟐𝟎°𝑪
exp
𝑫
𝒏
𝟐𝟎°𝑪
(HB)
𝑫
Erro Perc. / %
Água destilada 26,8 1,
Acetona (99,5%) 26,4 1,3582 1,36108 1,3586 0,
Etanol absoluto (99,5%) 26,4 1,3639 1,36678 1,3618 0,
Álcool isobutítico (99,0%) 27,2 1,3892 1,39244 1,3959 0,
Clorofórmio (99,8%) 26,6 1,4435 1,44647 1,4458 0,
Fonte: Elaborado pelo autor.
1
𝐀
𝐀
2)O índice de refração (𝑛) de uma substância se relaciona com sua densidade (𝜌) por meio
da sua refração específica (𝑟) que é definida pela equação de Lorentz-Lorenz:
𝑛
2
−
𝑛
2
𝜌
Em que:
𝑛 é o índice de refração da substância a uma temperatura T;
𝜌 é a densidade da substância a uma temperatura T.
Utilizando os índices de refração obtidos para cada substância (𝒏
𝑻
exp) e considerando
as densidades medidas pelo método do densímetro, CALCULE a refração específica de cada
substância estudada. COMPLETE a tabela 2. Deixe seus cálculos registrados.
Tabela 2 – Refração específica para as substâncias
Substâncias T / °C
𝒏
𝑻
exp
𝑫
𝜌 / g cm
r / cm
3
g
Água destilada 26,8 1,3331 0,999 0,
Acetona (99,5%) 26,4 1,3582 0,795 0,
Etanol Absoluto (99,5%) 26,4 1,3639 0,893 0,
Álcool Isobutítico (99,0%) 27,2 1,3892 0,799 0,
Clorofórmio (99,8%) 26,6 1,4435 1,510 0,
Fonte: Elaborado pelo autor.
Água Destilada: Álcool Isobutílico (99,0%):
r =
n
2
n
2
r =
2
r =0,204778 cm
3
g
− 1
r =0,296141 cm
3
g
− 1
Acetona (99,5%): Clorofórmio (99,8%):
r =
2
r =
2
r =0,277407 cm
3
g
− 1
r =0,175742 cm
3
g
− 1
Etanol Absoluto (99,5%):
r =
2
r =0,249544 cm
3
g
− 1
𝐀
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𝐀
𝐀
3) O índice de refração (𝑛) também é muito utilizado para determinar a concentração de uma
substância. Determine os valores para os índices de refração de soluções de sacarose de
diferentes teores e COMPLETE a tabela 3.
Tabela 3 – Índice de refração medido para uma série de soluções de sacarose
Teor de sacarose / %m/v
𝒏
𝑻
exp
𝑫
1,
1,
1,
1,
1,
Fonte: Elaborado pelo autor.
𝑻
exp (solução de sacarose de teor desconhecido): 1,
A partir dos valores da tabela 3 CONSTRUA UM GRÁFICO relacionando o índice de
refração das soluções (𝒏
𝑻
exp) em função do teor de sacarose (% m/V). A partir do processo
de regressão linear obtenha uma equação que associa essas grandezas. DISCUTA o ajuste
encontrado para a faixa de concentração de sacarose. Por meio de interpolação gráfica
ESTIME o teor (%m/v) de uma solução problema indicada pelo professor.
0 5 10 15 20 25
f(x) = 0.00143414634146342 x + 1.33344146341463R² = 0.
Índice de refração X Concentração (Sacarose)
Series2 Linear (Series2) Linear (Series2) Linear (Series2)
Linear (Series2) Linear (Series2) Linearização Linear (Series2)
Concentração (%m/v)
Índice de refração
Equação obtidida:
y =0,0014 x +1,
Interpolação entre os pontos (5 ; 1,3405) e (10 ; 1,3482):
X − 5
X − 5
→ ( 5 × 0,480519)+ 5 = X =7,402597 7,4 %m / v
