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Refractometria

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Refractometría belkys
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  1. 1. DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA ANALISIS INSTRUMENTAL REFRACTOMETRIA Integrantes: •MAURICIO PROAÑO •BYRON RODRIGUEZ •CARLOS RIVADENEIRA
  2. 2. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ Cuando la luz llega a la superficie de separación de dos medios dieléctricos, en parte se refleja y en parte se re- fracta. A continuación analizaremos estos dos fenómenos.
  3. 3. REFLEXIÓN DE LA LUZ La reflexión se produce cuando la luz llega a la de separación y ‘rebota’ en ella, volviendo al primer superficie La velocidad de propagación no cambia. medio. Si la superficie está sufi- cientemente bien pulida (por ejemplo, un espejo) se produce una REFLE- XIÓN ESPECULAR. * ÁNGULO DE INCIDENCIA= ÁNGULO DE REFLEXIÓN * LOS DOS RAYOS ESTÁN EN EL MISMO PLANO
  4. 4. REFLEXIÓN DE LA LUZ La reflexión se produce cuando la luz llega a desuperficie y ‘rebota’ en ella, volviendo al la separación propagación no cambia. La velocidad de primer medio. Si la superfície es rugosa, se produce una REFLE- XIÓN DIFUSA: los rayos salen reflejados en todas direcciones. La ley de la reflexión sigue siendo vá- lida, pero hay distintos ángulos de incidencia.
  5. 5. Refractometría Método instrumental basado en el fenómeno de la refracción. El fenómeno de la refracción se define como el cambio de velocidad que experimenta la radiación electromagnética al pasar de un medio transparente a otro.
  6. 6. REFRACTOMETRÍA • Cuando un haz de luz que se propaga por un medio ingresa a otro distinto, una parte del haz se refleja mientras que la otra sufre una refracción, que consiste en el cambio de dirección del haz. Rayo incidente
  7. 7. REFRACTOMETRÍA • Cada medio, cada material posee un índice de refracción característico (n) que mide la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en la sustancia. • Se calcula mediante la siguiente fórmula: c0 n : índice de refracción del medio en cuestión n = ------ co : velocidad de la luz en el vacío (3x10 8 m/s) v v : velocidad de la luz en el medio en cuestión
  8. 8. REFRACTOMETRÍA • Dado que la velocidad de la luz en cualquier medio es siempre menor que en el vacío, el índice de refracción será un número siempre mayor que 1. En el vacío: n=1 , en otro medio: n>1 Temperatura Presión • Este índice de refracciónLongitud de onda (l) depende de (DISPERSIÓN) Concentración especies ( si se trata de una mezcla)
  9. 9. REFRACTOMETRÍA  Se puede relacionar el índice de refracción de dos medios con el ángulo de incidencia en los mismos mediante la ley de Snell o ley de la refracción: n1 . sen q1  n2 . sen q2 q1: ángulo entre el haz incidente y la normal (perpendicular) a la superficie q2: ángulo entre el haz refractado y la normal a la superficie El ángulo de incidencia q1 es igual al ángulo de reflexión q1'
  10. 10. REFRACTOMETRÍA • Refracción Especifica: es la relación entre el índice de refracción y la densidad. También se conoce como la ecuación de Lorentz y Lorentz: η2 – 1 1 rD =---------- η2 + 2 ρ • La refracción especifica es muy útil como medio para la identificación de una sustancia y como un criterio de su pureza.
  11. 11. REFRACTOMETRÍA • Utilidad refractometría: – Confirmar la identidad de un compuesto – Medir su pureza (conjuntamente con otras propiedades físicas) – Utilizarse como base para medir la concentración de una n mezcla binaria [ ] Componentes
  12. 12. Tipos de Refractómetros El refractómetro es un aparato que nos permite medir de un Refractómetros modo sencillo y directo, sin necesidad de ningún tipo de cálculo, el índice Para medición del índice de de refracción de refracción un fluido. Analizar el Es posible Identificar una Verificar la pureza porcentaje de un Otros análisis catalogarlos de sustancia de una muestra soluto en una cualitativos acuerdo a su solución fundamento físico Desplazamiento Ángulo límite de imagen Refractómetros Refractómetros Refractómetros Refractómetros portátiles o de de Sobre mesa “en línea” diferenciales mano
  13. 13. Ángulo límite o crítico En estos aparatos se observa el campo del ocular dividido en una zona obscura y otra clara. La separación entre ambas corresponde al rayo límite. El rayo límite se puede visualizar en el esquema siguiente. La luz pasa a través de una capa delgada de muestra (0,1 mm) y entra en el prisma de difracción P2. El prisma P1 es de difusión de manera que muestra una superficie rugosa y actúa como fuente de un número infinito de rayos que entran en la muestra en todas direcciones. La radiación que únicamente roza la superficie del prisma P2 penetra en él formando un ángulo Ic llamado ángulo límite o crítico y su valor depende de la longitud de onda y de los índices de refracción de la muestra y del prisma. Ningún rayo puede formar un ángulo superior al límite ya que la fuente de tales rayos no penetra en el prisma y todos los demás rayos que penetran en el prisma se refractan según ángulos menores (a la derecha), que el ángulo límite, e iluminarán la parte derecha del ocular. La zona de la izquierda permanece obscura ya que no se refractan rayos a ángulos superiores al límite. La medida de este ángulo permite medir el índice de refracción de la muestra.
  14. 14. Refractómetros de sobre-mesa Refractómetro de ABBE • Son instrumentos óptico-mecánicos • Es el de mayor uso • De gran precisión de los resultados y simplifica extraordinariamente el trabajo Refractómetros digitales automáticos • Son instrumentos electrónicos en estado sólido • Automáticos, incorporan un programa informático flexible • Se han concebido principalmente para usarlos en aplicaciones de control de calidad. Refractómetro de Pulfrich • Se usa sobre todo para medidas precisas en disoluciones o líquidos muy volátiles, reactivos o higroscópicos. • Los sólidos o líquidos con índices entre 1,33 y 1,86 pueden ser determinados en un amplio intervalo de temperaturas.
  15. 15. Este instrumento resulta de mucha utilidad práctica en determinaciones de aceites alimenticios, aceites lubricantes, grasas, líquidos orgánicos en general, soluciones azucaradas, alcohólicas, etéreas, cristal es de óptica, resinas, plásticos, etc.
  16. 16. Refractómetros portátiles o de mano • Hacer mediciones fuera del laboratorio o en el campo tiene muchas ventajas: le ahorra tiempo, le permite hacer ajustes sobre la marcha y no hay que preocuparse por el transporte de muestras al laboratorio. • Es el más simple de todos. Requiere sólo 10-15 ml. de muestra. En prisma simple va montado en un telescopio que contiene el compensador y el ocular. La escala se sitúa debajo del ocular dentro del tubo. La superficie inferior del prisma se sumerge en un pequeño vaso que contiene a la muestra, con un espejo debajo para reflejar la luz hacia arriba a través del líquido.
  17. 17. Refractómetros de desplazamiento de imagen En estos aparatos se mide el desplazamiento del rayo refractado en relación al rayo incidente, en vez de medir el desplazamiento de la línea de separación entre la zona clara y obscura debido al ángulo límite. Entre estos aparatos están los refractómetros diferenciales. Refractómetros diferenciales • Se emplean primariamente para el análisis de mezclas líquidas. • Se aplican a cualquier mezcla cuyo índice de refracción es una función simple de la composición. • En la medida de los índices de refracción siempre es un problema la temperatura que debe controlarse cuidadosamente. • Estos instrumentos emplean una sola célula a través de la cual la luz es transmitida.
  18. 18. Realización de análisis mediante refractometría en laboratorio
  19. 19. APLICACIONES Refractómetros: Determinar la concentración de los sólidos disueltos en una solución. Por lo tanto, aumentos en concentración harán que el índice de refracción se incremente. Conociendo la composición química de la solución, se puede derivar una escala que convertirá el índice de refracción en la concentración de la solución. (escala Brix)
  20. 20. 1. FABRICACIÓN DEL CAUCHO Un cambio Pureza: de 0.1% es - butadieno detectable (n=1.5434) por - estireno (n=1.4120) refractometrí a
  21. 21. 2. INDUSTRIA ALIMENTARIA Refractometria de líquidos se utiliza en el análisis de alimentos con fines: Determina ción cuantitativ Identifica a de ciertos ción componen tes Control Caracteriz de ación Pureza
  22. 22. Ejemplo: -Comprobar el aguado de la leche. -Determinación (alta) contenido en alcohol de aguardientes y cervezas -Determinación (alta) contenido de agua en la miel. IMPORTANCIA: > determinación de extractos de productos alimenticios, constituidos principalmente por azúcar.
  23. 23. 3. VARIACIÓN DE LA [DISOLUCIONES] La Ejemplo: - El n de una disolución de sacarosa concentració aumenta 0,0002 unidades por un n en incremento de la [0,1%]. azúcar, salm - Detectan cambios de 0,02% en la [HNO3]. ueras y - Incluso más sensibilidad se puede ácidos conseguir en las medidas de las [ ]. IMPORTANTE: Refractómetros de ángulo critico.

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