COMPLEXOMETRÍA (EDTA) Para El Analisis Del Plomo

INTRODUCCION

El fenómeno de la refracción está basado en el cambio de velocidad que experimenta la radiación electromagnética al pasar de un medio a otro, como consecuencia de su interacción con los átomos y moléculas del otro medio. Dicho cambio de velocidad se manifiesta en una variación en la dirección de propagación.

La medida relativa de la variación entre dos medios tomando uno fijo como referencia se le conoce como índice de refracción n y en general está expresado con respecto al aire. El instrumento para medir n, es básicamente un sistema óptico que busca medir el ángulo que se ha desviado la radiación, utilizando para ello dos prismas: uno fijo de iluminación sobre el cual se deposita la muestra y uno móvil de refracción. Los prismas están rodeados de una corriente de agua termostatizada, ya que la temperatura es una de las variables que afecta a la medida. En la actualidad la determinación directa para análisis, ha sido superada por la información obtenida por otras técnicas, no obstante es ampliamente utilizada como herramienta de los detectores de muchos aparatos modernos como cromatógrafos etc.

OBJETIVOS

Los objetivos generales que se pretenden en este curso son los siguientes:

Introducir los conceptos: índice de refracción, ángulo de incidencia, ángulo de refracción y ángulo límite.

Hacer hincapié en que el índice de refracción de una sustancia se puede usar como instrumento de análisis cualitativo y cuantitativo de la misma

Señalar que puesto que las diferencias entre los índices de refracción de compuestos similares son normalmente muy pequeñas, será necesaria una gran precisión en la medida.

Destacar los factores que afectan en el índice de refracción

Razonar por qué las medidas de índice de refracción se deben acompañar de un supraíndice que indica la temperatura de la medida y un subindice que muestra la longitud de onda usada.

Describir el refractómetro de Abbe, su fundamento, posibilidades, precauciones y modo de realizar las medidas.

MARCO TEORICO

REFRACTOMETRIA

La refractometria es un proceso de medición, por medio del cual se determina un valor específico de una sustancia: el índice de refracción (o mejor dicho, el índice de refracción para una determinada longitud de onda de luz).El fenómeno de la refracción está basado en el cambio de velocidad que experimenta la radiación electromagnética al pasar de un medio a otro, como consecuencia de su interacción con los átomos y moléculas del otro medio. Dicho cambio de velocidad se manifiesta en una variación en la dirección de propagación. La medida relativa de la variación entre dos medios tomando uno fijo como referencia se le conoce como índice de refracción n y en general está expresado con respecto al aire. El instrumento para medir n, es básicamente un sistema óptico que busca medir el ángulo que se ha desviado la radiación, utilizando para ello dos prismas: uno fijo de iluminación sobre el cual se deposita la muestra y uno móvil de refracción. Los prismas están rodeados de una corriente de agua termostatizada, ya que la temperatura es una de las variables que afecta a la medida. Cuando la radiación electromagnética atraviesa un límite entre dos medios, cambia su velocidad de propagación. Si la radiación incidente no es perpendicular al límite, también cambia su dirección. El cociente entre la velocidad de propagación en el espacio libre (vacío) y la velocidad de propagación dentro de un medio se llama índice de refracción del medio. Cuando la luz pasa de un medio a otro (o del vacío a un medio material) ocurre varios fenómenos, de los cuales puede usarse cualquiera como base de medición del índice de refracción del medio. La velocidad de propagación cambia; cierta cantidad de luz se pierde por reflexión; si la luz incidente no es perpendicular a la superficie límite entre los dos medios, cambia la dirección de propagación y aparecen ciertos efectos de polarización y, por último, en determinados ángulos de incidencia (ángulo entre el rayo de luz y la normal ala superficie límite) puede ocurrir reflexión total. Como todos estos efectos varían con la longitud de onda de la luz, el índice de refracción es una función de la longitud de onda. La variación del índice de refracción con la longitud de onda se llama dispersión.

La razón entre la velocidad de propagación en el vacío y en un medio es el índice de refracción absoluto y se designa aquí por nabs. La razón entre la velocidad de propagación en el medio 1 y en el medio 2 se llama índice de refracción relativo y se designa por nre1.

En la mayoría de los casos se determina el índice de refracción absoluto para los gases, y en cambio para los líquidos y los sólidos se determina el índice con relación al aire.

Como la velocidad de propagación es difícil de determinar directamente, de ordinario se recurre a métodos indirectos, con los cuales se mide el cambio en la trayectoria óptica debido al retardo en la propagación de la luz, como en los métodos interferométrico y microscópico.

Si la luz incide en ángulo i sobre el límite entre dos medios de índices absolutos n1 y n2, la luz que pasa al segundo medio marcha en una dirección definida por el ángulo de refracción, r.

Los ángulos i y r están relacionados por la ley de Snell, que dice que n1 sen i =n2 sen r. Si el medio 1 es el vacío, para el cual n = 1, entonces:

nabs= Sen i

Sen r

Si el medio 1 es el aire, para el cual nabs = 1.000277 (a 760 mm Hg, 0° C., longitud de onda 5 893 A.), entonces n2abs = 1.090277 (sen i/sen r). Como el índice de refracción del aire varía muy poco con los cambios ordinarios de humedad, composición, temperatura y presión del aire en el laboratorio, son suficientes los valores del índice de refracción referidos al aire. Sin embargo, en determinaciones de máxima precisión ha de corregirse el valor del índice de refracción para las condiciones normales (PTN) o usar el nabs en caso necesario.

Si n1 < n2 el ángulo de refracción alcanza un valor máximo dado por:

n1 = n sen r (pues sen 90º =1)

Inversamente, si n1 > n2, a valores de i mayores que un cierto valor dado por n1 sen = n2 (r = 90º) no entra luz en el segundo medio y se produce reflexión total de la luz incidente. El ángulo que forma la luz incidente con la normal ala superficie límite en el medio de índice más alto es el mismo en estos dos casos y se llama ángulo límite para la reflexión total, también denominado ángulo crítico. Una clase importante de equipo de medición del índice de refracción se basa en este fenómeno.

En un ángulo de incidencia particular, llamado ángulo de Brewster, no se refleja nada de la vibración en el plano de incidencia y la luz reflejada está completamente polarizada en el plano, con su vibración perpendicular al plano de incidencia. Como puede demostrarse que el ángulo de Brewster viene dado por:

n1 tan i =n2

La determinación del ángulo de incidencia en el cual ocurre completa polarización en el plano del haz reflejado nos da un medio para determinar n2 cuando se conoce n1, o viceversa.

La cantidad de luz reflejada y transmitida depende del ángulo de incidencia y de los índices de refracción n1 y n2, en la forma dada por las ecuaciones de Fresnel. En la incidencia normal, esto es, i = 00, las ecuaciones se simplifican en:

Ir = (n-1)2

Io (n+1)2

It = 1- (n-1)2

Io (n+1)2

En donde Io es la intensidad incidente, Ir la intensidad reflejada e It la intensidad transmitida. Por ello la medición de Ir/Io o de It/Io es un dato suficiente para determinar n.

APARATOS Y MÉTODOS

* MÉTODOS DEL ÁNGULO LÍMITE

El método del ángulo límite para la reflexión total es el que se usa comúnmente Se describirán tres instrumentos típicos: los refractómetros de Pulfrich, de Abbe y de inmersión.

Refractómetro de Pulfrich:

El refractómetro de Pulfrich es útil para la medición del índice de refracción de muestras sólidas o líquidas. Con gran cuidado en el uso del instrumento y con los ajustes mejores posibles, se alcanza una precisión del orden de 1 x 10-4 en el índice de refracción. La diferencia del índice entre dos muestras cuyos índices difieren muy poco, se puede determinar con un error de 2 x10-5.

El componente central de este instrumento es un bloque de vidrio, que ha de ser de excelente calidad, con dos superficies planas formando ángulo recto, una en el plano horizontal y otra en el vertical. La luz, ligeramente convergente, de un foco que da líneas espectrales netas, bien espaciadas, es incidente sobre la superficie horizontal. Los rayos que inciden casi en ángulo de 900 con la normal, esto es, casi paralelos a la superficie horizontal, se refractan en el bloque Pulfrich en el ángulo límite, lo cual depende del índice de refracción del bloque y del líquido. Si la dispersión del líquido es diferente de la del vidrio, como por lo general es el caso, el ángulo límite será diferente para longitudes de onda distintas. Los rayos que inciden sobre la superficie horizontal en ángulo de menos de 900 con la normal, también se refractan en el bloque. Los rayos incidentes en ángulos mayores que

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