Resumen La práctica realizada en el laboratorio fue la determinación del índice de refracción en sustancias puras por medio de la refractometria, además se buscó analizar y relacionar las propiedades físicas de sustancias liquidas puras y en soluciones mediante el comportamiento de los índices de refracción de dichas sustancias. La refractometria como ya se mencionó es una técnica analítica que consiste en la medida del índice de refracción de un líquido con el objeto de investigar su composición, si se trató de una disolución o de su estado puro, comparando la velocidad incidente que va desde el vacío con la velocidad de luz refractada, dicho proceso fue realizado utilizando un instrumento llamado refractómetro Para la realización de este análisis fueron estudiadas varias muestras como: Alcohol rectificado, agua, miel, glicerina y miristato de isopropilo. Algunas de estas sustancias se encontraban en su estado puro y otras diluidas en agua. En cada una de la muestras se pudo observar el índice de refracción tanto de las sustancias puras como en la soluciones, teniendo en cuenta que la medición fue realizada a una temperatura aproximada de 20◦C y una presión atmosférica de 1 atm Objetivo general Determinar del índice de Refracción en sustancias puras Objetivos específicos Describir el refractómetro de Abbe, su fundamento, posibilidades, precauciones y modo de realizar las medidas. Hallar el índice de refracción en sustancias puras. Destacar los factores que afectan en el índice de refracción. Marco teórico Refractometria El fenómeno de la refracción consiste en la desviación de trayectoria que sufre un haz de radiación monocromática al pasar desde el vacío a otro medio material de distinta densidad. A nivel molecular este fenómeno se debe a la interacción entre el campo eléctrico de la radiación y los electrones de las moléculas, originándose temporalmente momentos dipolares inducidos. (1) Se cumple la siguiente relación, conocida como ley de Snell, que define el llamado índice de refracción “n” este índice de refracción medido frente al vacío se denomina índice de refracción absoluto de la sustancia en cuestión y como c>v estos índices de refracción siempre son mayores que 1. (1) Las medidas de índice de refracción frente al aire, en lugar de frente al vacío, introducen un error despreciable (0.03%), por lo que la mayoría de los valores tabulados se han realizado frente a aire y las medidas habituales también se suelen hacer frente a aire. (1) El índice de refracción de un medio depende de la temperatura y de la longitud de onda de la radiación, por lo que al referirse a un índice de refracción han de especificarse los valores de estas magnitudes. (1) Medida del índice de refracción El refractómetro más generalizado es el llamado refractómetro de Abbe que se funda en la medida del ángulo crítico o ángulo límite. Se define el ángulo crítico como el ángulo de refracción en el medio cuando el ángulo de la radiación incidente en el vacío es de 90º (ángulo rasante). (1) La Refractometría tiene variadas aplicaciones en el aspecto cualitativo y cuantitativo, en el análisis de los alimentos. Esta técnica es usada con fines de identificación y caracterización de aceites y grasas, en el control de la pureza de los alimentos, en la medición de jugos azucarados, determinación aproximada del contenido de alcohol en licores, entre otros. El refractómetro de Abbe tiene dos escalas: la superior, que mide directamente la concentración de azúcar (sacarosa) en % (grados Brix), y la inferior, que mide índices de refracción. La apreciación de la escala inferior es de 0,0005. (1) Aplicaciones de la refractometria Análisis cualitativo: Basado en el hecho de que el índice de refracción es una constante física característica de cada sustancia para una radiación de longitud de onda dada. Por ejemplo, en algunas farmacopeas se cita como estándar de pureza de un líquido el intervalo dentro del cual debe situarse el índice de refracción. (1) Análisis cuantitativo: La obtención de curvas de calibrado proporciona un procedimiento adecuado para analizar mezclas y disoluciones. (1) Ley de Snell Se utiliza para poder calcular el ángulo de refracción que tiene la luz cuando atraviesa la superficie de separación que existe entre dos medios diferentes. (2) Es importante antes de explicar en qué consiste la ley de Snell conocer también la definición de refracción de la luz. Este término se refiere al cambio de dirección que puede experimentar una onda cuando pasa de un medio material hacia otro. Este cambio exclusivamente se puede originar si la onda incide oblicuamente sobre el área de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. (2) Marco metodológico Materiales Refractómetro de Abbe Sustancias puras: Alcohol rectificado, agua y glicerina Vasos de precipitado Varilla de vidrio Vidrio reloj Procedimiento Se preparó las soluciones de las sustancias compuestas y puras. Se abrió y limpió el prisma con cuidado utilzando un pañuelo humedecido con alcohol Se introdujo 2 gotas de las soluciones dentro del prisma Se giró el prisma hasta una delineacion definida entre el campo claro y oscuro. Se realizó la lectura del índice de refracción Se abrió y limpió el prisma nuevamente y se siguió con la siguiente sustancia Resultados Tabla 1. Dato teórico Dato experimental % de error Etanol 1,361 1,3633 0,0016 Agua 1,33336 1,3333 0,000049 Glicerina 1,4729 1,4663 0,0045 Sustancias puras Fuente: Datos calculados en el laboratorio. Tabla 2. Sustancias compuestas Índice de refracción Etanol/Agua (50/50) 1,3559 Miel/Agua (80/20) 14751 Miristato de isopropilo/Alcohol 1,3964 rectificado (70/30) Glicerina/Agua (30/70) 1,3903 Fuente: Datos calculados en el laboratorio. Discusión de resultados De acuerdo a los resultados obtenidos luego de la práctica se puede observar que los valores alcanzados en líneas generales no fueron tan diferentes en comparación al dato teórico, es decir que el margen de error no es tan significativo. Las sustancias puras que fueron analizadas son: Alcohol rectificado, agua y glicerina. Por otra parte también fueron preparadas varias soluciones para comprobar si el índice de refracción variaba al estar mezcladas con agua. En cuanto a las sustancias puras que fueron puestas en el refractómetro, las cifras adquiridas si sufrían de algunas variaciones con relación al dato teórico. Uno de los posibles errores dentro de la realización del procedimiento pudo haber sido la que la temperatura no era de 20◦C y la presión atmosférica de 1 atm, no siendo la adecuada para dicho proceso ya que teóricamente los análisis debieron realizarse a dicha temperatura y presión para no afectar la densidad de las soluciones y obtener los índices de refracción correctos Las temperaturas proporcionadas por el refractómetro iban de 23 a 24◦C eso indica que tal motivo puede ser uno de los factores que pudieron afectar al resultado. Otro error pudo haber sido que no se logró colocar en una delineación bien definida entre el campo claro y oscuro con la intersección de los hilos entrecruzados y al realizar la lectura se obtiene datos incorrectos. Se presume que dichos errores mencionados pudieron haber influido en la variación del dato experimental con respecto al dato teórico dando así un pequeño porcentaje de error. Conclusión Dentro del análisis expuesto, se llegó a la conclusión de que se pudo determinar el índice de refracción de las sustancias puras. De la misma manera se describió el refractómetro de Abbe, su fundamento, posibilidades, precauciones y el modo correcto de realizar las medidas. Por otra parte se pudo destacar los posibles factores que pudieron afectar al índice de refracción y de acuerdo a los resultados obtenidos se pudo calcular los errores relativos de las sustancias puras. Bibliografías 1. Cuadernillo de laboratorio. Universidad católica Campus Alto Paraná 2. Euston. [Internet].Gabriela Briceño. [3 de abril del 2019]. Disponible en: https://www.euston96.com/ley-de-snell/ Apéndice Datos calculados Tabla 1. Sustancias puras y diluidas Gr Agua Etanol Glicerina Etanol/agua Miel/agua Glicerina/agua Miristato de isopropilo/alcohol rectificado Índice de refracción temperatura Grados brix 1,3333 1,3633 1,4663 1,3559 1,4751 1,3903 1,3964 23,1 23,3 24,1 23,4 23,8 24,1 24,1 0,02 19,7 70,3 15,1 73,9 35,0 38,2 Análisis de error %𝐸𝑟 = | 𝐷𝑇−𝐷𝐸 𝐷𝑇 | × 100 1. Alcohol rectificado (Etanol) %𝐸𝑟 = | 1,361−1,3633 1,361 | × 100 %Er = 0,0016 2. Agua %𝐸𝑟 = | 1,33336−1,3333 1,3333 | × 100 %𝐸𝑟 = 0,000049 3. Glicerina %𝐸𝑟 = | 1,4729−1,4663 1,4729 %𝐸𝑟 = 0,0045 | × 100 Grados brix con temperatura 0,04 19,9 70,6 15,4 74,1 35,3 38,5 Datos originales
