Refractometria

INTRODUCCION

Actualmente medir la concentración de un alimento, resultaría ser muy trabajoso para las industrias que necesitan monitorear el nivel y concentración de solidos disueltos en candidades de liquidos induatriale de no ser por la gran ayuda proporcionada por la Refractometría; que es la técnica usada con fines de identificación cualitativa y cuantitativa, que muestra la caracterización de aceites , grasas, control de la pureza de los alimentos, medición de jugos azucarados, determinación aproximada del contenido de alcohol en licores, entre otros.

Para ello en esta práctica se buscará fue conocer el fundamento del uso del refractómetro y su aplicación en la determinación del índice de refracción (IR) y que fue inventado por el Dr. Ernst Abbe.

Es por eso que realizaremos un proceso experimental en el laboratorio donde se preparará disoluciones de (agua –sacarosa) y (agua – etanol), estas mesclas nos servirán para medir el índice de refracción e identificar su medición en grados Brix.

Además conoceremos la función de cada parte del refractómetro a su vez se aprenderá a calibrar y manejar técnicamente el equipo, determinar las condiciones apropiadas para un análisis aplicando buenas prácticas de trabajo en el laboratorio para así lograr presentar y evaluar estos resultados.

Objetivos

Reconocimiento de los diferentes modelos de refractómetros y de sus partes externas e internas, distinguir los componentes básicos de un refractómetro y su función.

Calibrar y manejar correctamente el refractómetro.

Medir el índice de refracción y calcular la refracción específica y molar de diferentes tipos de sustancias para su identificación.

Determinación del grado brix a diferentes sustancias

Marco Teórico

Refractometría

Es una técnica analítica que consiste en la medida del índice de refracción de un líquido con objeto de investigar su composición si se trata de una disolución o de su pureza si es un compuesto único. Poco han variado los refractómetros desde el diseño original de Abbé (1874) y Pulfrich(1887).

Refracción

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. En este artículo se estudian métodos para la medición del índice de refracción en la región visible del espectro, aunque la mayoría de los métodos que se describen pueden emplearse también en las regiones infrarroja y ultravioleta cuando se usan detectores de radiación

Según la ley de SNELLIUS, cuando una luz de longitud de onda λ pasa del vacío a otro medio, a la temperatura 0, se verifica que:

θλn = índice de refracción(número de refracción, cociente de refracción)

c = velocidad de la luz en el vacío

v = velocidad de la luz en el otro medio

α= ángulo de incidencia

β= ángulo de refracción

El valor del índice de refracción de una sustancia depende de la temperatura, de la longitud de onda de la radiación y de la pureza De la sustancia. Oscila entre 1.3 y 1.8 para líquidos y entre 1.3 y 2.5 para sólidos, aproximadamente.

Dispersión

Si un haz contiene radiaciones de diferente longitud de onda, cada radiación se desviará a un ángulo diferente al pasar de un medio a otro. Decimos que el haz se dispersa. El grado de dispersión producida depende de la sustancia a la cual entra el rayo. Más exactamente depende de como varía el índice de refracción de la sustancia en función de la longitud de onda de la radiación.

TEMPERATURA EN LAS MEDICIONES DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN

La temperatura es un parámetro de influencia en las mediciones de índice de refracción, ya que en la mayoría de los líquidos éste disminuye aproximadamente 0,00045 al aumentar 1 ºC, mientras que en los sólidos disminuye únicamente 0,00001 por cada 1 ºC; el agua disminuye 0,00010 por cada 1 ºC.

TIPOS DE REFRACTÓMETROS

Existe una amplia gama de refractómetros en el mercado actual,

se pueden clasificar de acuerdo a su diseño óptico y aplicación en:

Refractómetros Tipo ABBE;

Refractómetros por inmersión;

Refractómetros de desplazamiento de imagen.

PARTES FUNDAMENTALES DE UN REFRACTÓMETRO

Lámpara

La fuente de radiación más comúnmente utilizada es la lámpara

de filamento de tungsteno que emite luz blanca.

Prisma

Es un pequeño bloque de material de vidrio con dos superficies planas y pulidas, diseñado para controlar ángulos con mayor precisión.

El prisma más común es el prisma Amici, que actúa como monocromador

y selecciona la longitud de onda de 589 nm (línea de emisión del sodio) (ver la biografía de su descubridor, Giovanni Battista

Amici).

Escalas

Escala de índice de refracción

Proporciona directamente los valores de índice de refracción, el

intervalo es de n =1,3 a n =1,7. Puede ser analógica o digital.

SISTEMAS REFRACTOMÉTRICOS

Los fabricantes de

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