PRÁCTICA REFRACTOMETRÍA

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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Ingeniería Química

ANÁLISIS INSTRUMENTAL

PRÁCTICA: REFRACTOMETRÍA

Michell Herrera García
201527690

OTOÑO 2018

Objetivos:

1.  Conocer el fundamento y la forma de operación del refractómetro Abbé.
2. Medir el índice de refracción de algunos materiales.

Muestras, materiales y equipo

Muestras:

1. Acetona
2. Agua
3. Alcohol isopropílico
4. Etanol
5. Glicerina
6. Metanol

Material:

1. Agua destilada en una pizeta para enjuagar los prismas.
2. Frascos con gotero con cada una de las sustancias a analizar.
3. Pañuelos desechables suaves.

Equipo:

Refractómetro Abbé

*Hojas de seguridad anexas al final

Parte experimental

La práctica consistió en la determinación de del índice de refracción de algunas sustancias. Para esto se utilizó un refractómetro Abbé. Procedimos a limpiar ambos prismas antes de cada determinación, y para realizar éstas, colocamos dos gotas en el prisma inferior. La primera sustancia en análisis fue el agua:[pic 3]

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Resultados experimentales

Observaciones

• Para la muestra 1, se registró una temperatura inicial de 25.2 °C, pero la división claro-oscuro (IMAGEN 2) no estaba justo en la línea divisoria, por lo que se ajustó de nuevo y el valor para la tabla fue de 1.3316.
• En las siguientes muestras se registró una temperatura 2 °C mayor y una variación de 0.1 °C.
• Mientras se ajusta el refractómetro es posible visualizar distintos colores en el ocular, que son consecuencia de las distintas longitudes de onda.
• No se regulo de ninguna manera la temperatura, sin embargo para casi todas las mediciones se mantuvo constante.

Cuestionario

1. ¿Qué parámetros afectan el índice de refracción?

• Longitud de onda provoca DISPERSIÓN ya que la velocidad de la radiación depende de ella. Así, en un medio transparente el índice de refracción disminuye gradualmente con el aumento de la longitud de onda. Mientras que si se aumenta la frecuencia (disminución de la longitud de onda) existe un aumento gradual del índice de refracción.
• Presión. Para el análisis de muestras líquidas, un aumento en la presión aumenta la densidad y con ello el índice de refracción. Para gases el efecto es aún mayor, y pasa sólidos es menor.
• Temperatura. Cambia la densidad, un aumento en la temperatura disminuye la densidad y con ello el índice de refracción. Las variaciones en muestras líquidas deben ser menores de ±0.2 °C para una precisión de 4 cifras significativas.

1. Realice un cuadro comparativo entre el índice de refracción obtenido en el laboratorio y el reportado en la literatura, si existe diferencia, expliqué el porqué.

En todas las mediciones existe una variación, ya que en la literatura consultada los datos están registrados a una temperatura de 20 °C, mientras que en el laboratorio se trabajó en un rango de 25.2-27.5 °C. Los datos obtenidos experimentalmente son menores, y es de esperarse ya que se tomaron a una temperatura mayor, y ésta afecta una propiedad muy importante en las sustancias liquidas: la densidad, por lo tanto si la densidad disminuye también lo hace el n.  En esta práctica no regulamos la temperatura del equipo, por ello es que existen fluctuaciones en los resultados. Para el metanol, se obtuvo un n mayor al teórico, puede ser por que la muestra estaba contaminada al hacer la evaluación, ya sea desde su contenedor o cuando la colocamos en el prisma.

1. Mencione cinco aplicaciones del uso del refractómetro en la industria.

• En la industria alimentaría para el análisis de productos líquidos y el control de operaciones durante el procesamiento de alimentos como: leche, mermeladas, frutas, jugos, salsas, etc. Con el refractómetro se monitorea su consistencia.
• Para la evaluación de la materia prima, en la industria se verifica su composición química ya que un operador en la industria conoce, según los estándares, cuanto deben medir. Así se verifica que la materia prima adquirida coincide con las etiquetas.
• Para determinar la concentración de los sólidos disueltos en una solución en cualquier parte del proceso de producción. Ya que un aumento en la concentración implica un aumento en el índice de refracción, si existen variaciones en alguna etapa, se puede derivar una escala a partir del índice de refracción para llegar a la concentración deseada.
• En equipos industriales que realizan operaciones de corte y molido, se utilizan lubricantes y enfriadores para reducir la fricción y el calor durante la operación. Para preparar los lubricantes se diluyen en agua, con los refractómetros se preparan grandes lotes por aproximación y después de conocer la concentración exacta se realiza una dilución más precisa.
• Otra de las aplicaciones más grandes es en el proceso de control de calidad de producción y embotellamiento de bebidas. Desde refrescos hasta vinos, se emplean los refractómetros durante todo el proceso para monitorear el nivel de sólidos disueltos en la solución.  

Conclusión

El funcionamiento del refractómetro se basa hacer pasar un rayo de luz oblicuamente de un punto a otro, darle una trayectoria en un medio con otra densidad, que cambie su dirección al traspasar la superficie. Esta diferencia es lo que se cuantifica en un dato al que llamamos índice de refracción y es la relación que existe entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad que tiene la luz en el medio estudiado. La regulación de la temperatura es muy importante, por ello los refractómetros están diseñados para poder controlarla, ya que es determinante para la densidad de las sustancias. La radiación se mueve más rápido en un medio menos denso, por ello es importante conocer la temperatura y en determinados casos fijarla cuando se hacen las mediciones.

El refractómetro tiene amplias aplicaciones no solo en la industria, también en la agricultura, piscicultura y hasta el departamento de bomberos para lograr concentraciones exactas de las espumas contra incendios. Y se basa en una propiedad muy sencilla de la materia: El índice de refracción.

Hojas de seguridad

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