Practica Indice de Refraccion

Universidad autónoma del estado de Morelos
Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniera
Laboratorio de Ingeniería Química 1
Practica 4:
Instrumentación y medición de composición química
Integrantes:
1
Introducción
En la mayoría de los procesos químicos es posible encontrar mezclas de diversas

sustancias. Para cuantificar la cantidad de materia de cada especie química en
una corriente de flujo de proceso o en una mezcla almacenada en algún equipo
contenedor, se requiere conocer una variable de proceso: la concentración o
composición química de la mezcla.
A partir de la concentración es posible realizar los balances de materia para cada

componente. Existen diferentes modos de expresar la composición de una mezcla.
El conocer la composición de una mezcla también permite calcular sus
propiedades físicas, a partir de las propiedades de los componentes puros.
Objetivo general:
Estimar la concentración química de una mezcla de sustancias puras a partir del

índice de refracción.
Objetivos específicos:
1. Explicar el funcionamiento del refractómetro para la medición de índice de

refracción a nivel laboratorio y en procesos industriales.
2. Medir el índice de refracción de estándares preparados a diferentes
concentraciones de una mezcla de sustancias químicas.
3. Obtener una ecuación matemática para la medición de concentración de
una mezcla liquida; a partir del índice de refracción a diferentes
concentraciones.
4. evaluar el error de la ecuación matemática propuesta para la medición de
concentración, con respecto a los estándares de concentración preparados.
Material
 refractómetro
 matraces de aforar de 10 mL
 Pipetas Pasteur
 pipetas de 5 mL
Reactivos
 Metanol
 Agua destilada
2
Metodología
1.- Preparar mezclas de metanol y agua destilada en un matraz de aforado de 10

mL.
Figura 1. Mezcla agua-metanol.
2.- colocar una gota de la mezcla en la placa del refractómetro, y encender la luz
del refractómetro.
Figura 2. Refractómetro
3.- observar por el ocular, girar la perilla de medición para alinear la frontera entre
las regiones clara y oscura con el centro de la equis.
Figura 3. Cruz de enfoque
3
4.-apagar la luz del refractómetro, y registra el valor observado en el ocular.
Figura 4. Escala de índice de refracción.
5.- limpiar la placa del refractómetro.
6.-repetir este procedimiento para cuatro muestras que tengan, 2, 5, 7 y 9 mililitros

de metanol mezclados con el agua destilada.
Figura 5. Mezclas metanol-agua a diferentes porcentajes.
Cuestionario
1.- define los siguientes conceptos:
a) Fracción masa (fracción peso)

La fracción de masa w ies la fracción de una sustancia de masa m i con
respecto a la masa total de una mezcla . La suma de las fracciones de
masa es igual a 1.
mi
w i=
m tot
b) Fracción molar (fracción volumétrica)
4
La fracción molar es una unidad química que se usa para expresar la
concentración de un soluto en una disolución. Se define como el cociente entre los
moles de soluto y el total de moles de la disolución, que se calcula sumando los
moles de soluto(s) y de solvente:
ni
x i= <1
nt
La suma de las fracciones molares de todos los componentes de una mezcla es

igual a 1
c) Porcentaje masa
Expresa la relación porcentual entre la masa del soluto disuelto y la masa de la

disolución (ambas en gramos). Se define como la masa de soluto en 100 g de
solución.
d) Porcentaje volumen
El porcentaje en volumen es una expresión común para especificar la

concentración de una solución. Se define como:
e) Grados Brix
Los grados Brix sirven para determinar el cociente total de sal disuelta en un
líquido, es la concentración de sólidos-solubles. Estos se cuantifican con un
refractómetro.
2.- explica el funcionamiento y manejo de los refractómetros para la obtención de

índices de refracción.
Como su nombre lo dice, el refractómetro tiene sus bases en el cálculo del índice
de refracción que se encuentra estrechamente relacionado con la densidad propia
de cada sustancia. Este dispositivo fue desarrollado a principios del siglo veinte
por el científico Ernst Abbe.
5
En el caso de los refractómetros hay dos tipos de sistemas que destacan en el
funcionamiento de estos.
Sistema transparente
Si la muestra es de baja concentración, el ángulo de refracción es grande. Si la
muestra es concentrada, el ángulo de refracción es pequeño .
Figura 6.
Funcionamiento por sistema transparente.
Sistema de Reflexión
“El ángulo de reflexión de esta línea es proporcional al índice de refracción, la

posición de la línea límite entre la luz y los campos oscuros son captados por un
sensor y convertidos en índices refractivos”
La luz tiene la propiedad de que en la transición entre el prisma de medición y el

medio de la muestra no se está moviendo con la misma velocidad sino se propaga
a una velocidad diferente.
Figura 7.funcionamineto del refractómetro por sistema de reflexión.
Resultados
6
Tabla 1. Datos experimentales
Metanol Agua V total Metanol Agua

mL mL mL g g
0 10 10 0 9.972
1 9 10 0.801 8.982
2 8 10 1.570 7.974
5 5 10 3.941 4.986
7 3 10 5.511 2.988
9 1 10 7.081 0.99
10 0 10
Grafica 1. Ajuste de la estimación de la concentración con respecto al índice

de refracción.
Tabla 2. Valor ajustado y obtención de error.
Conclusiónes:
Bibliografía
Ecured. (s.f.). Obtenido de Brix: https://www.ecured.cu/Brix
MESSER . (s.f.). Obtenido de unidades:

http://www.gasesespeciales.es/infoteca/unidades/index.html
PCE inst. (s.f.). Obtenido de refractometro ABBE-REF 1: http://www.pce-

iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/instrumento-de-optico/refractometro-abbe-
2waj.htm
Petrucci, R. H., Bissonnette, C., Hearring, F. G., & Madura, J. D. (2011). Quimica
General. Madrid: PEARSON EDUCACIÓN, S.A.
7
Rodríguez, L. E. (15 de diciembre de 2015). fraccion en volumen . Obtenido de
https://misapuntesyacimientos.wordpress.com/tag/fraccion-en-volumen/

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Instrumentación y medición de composición química

En la mayoría de los procesos químicos es posible encontrar mezclas de diversas

A partir de la concentración es posible realizar los balances de materia para cada

Estimar la concentración química de una mezcla de sustancias puras a partir del

1. Explicar el funcionamiento del refractómetro para la medición de índice de

1.- Preparar mezclas de metanol y agua destilada en un matraz de aforado de 10

Figura 1. Mezcla agua-metanol.

Figura 3. Cruz de enfoque

Figura 4. Escala de índice de refracción.

5.- limpiar la placa del refractómetro.

6.-repetir este procedimiento para cuatro muestras que tengan, 2, 5, 7 y 9 mililitros

Figura 5. Mezclas metanol-agua a diferentes porcentajes.

1.- define los siguientes conceptos:

a) Fracción masa (fracción peso)

b) Fracción molar (fracción volumétrica)

La suma de las fracciones molares de todos los componentes de una mezcla es

Expresa la relación porcentual entre la masa del soluto disuelto y la masa de la

El porcentaje en volumen es una expresión común para especificar la

2.- explica el funcionamiento y manejo de los refractómetros para la obtención de

“El ángulo de reflexión de esta línea es proporcional al índice de refracción, la

La luz tiene la propiedad de que en la transición entre el prisma de medición y el

Figura 7.funcionamineto del refractómetro por sistema de reflexión.

Metanol Agua V total Metanol Agua

Grafica 1. Ajuste de la estimación de la concentración con respecto al índice

Tabla 2. Valor ajustado y obtención de error.

MESSER . (s.f.). Obtenido de unidades:

PCE inst. (s.f.). Obtenido de refractometro ABBE-REF 1: http://www.pce-

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