Practica 6: Determinación Del Índice de Refracción y Su Aplicación en El Procesamiento de Los Alimentos

Práctica 6.
Determinación del índice de refracción y

su aplicación en el procesamiento de los alimentos
EQUIPO 2:
CARDENAS VALDEZ PEDRO ANTONIO
CORTES ROSADO KARLA YAZMIN
DAVILA PEÑA KARLA JAZMÍN
MARTINEZ ESCALANTE ADÁN SEBASTIAN
OBJETIVOS
A. Aprender el manejo del refractómetro de Abbe correctamente.
B. Construir curvas de calibración a partir de soluciones patrón de NaCl y
sacarosa.
C. Determinar el índice de refracción de diferentes alimentos a partir de las curvas
de calibración, con la finalidad de conocer la concentración de NaCl y sacarosa
en dichos productos alimenticios.
Introducción
El índice de refracción es un parámetro muy útil de los medios homogéneos, este

está estrechamente vinculado a las fuerzas intermoleculares a través de su
dependencia con la densidad. Es ampliamente utilizado en la determinación de la
concentración de numerosas soluciones (por ejemplo: sacarosa y cloruro de sodio),
además es un medio sencillo y barato de caracterización de compuestos simples en
colaboración con otras técnicas.
El fenómeno de la refracción nace de la polarización de las moléculas del medio por
la luz, las cuales generan al moverse un nuevo campo que interfiere con el original
creando un desplazamiento de fase que equivale a un cambio en la velocidad de
fase que puede interpretarse clásicamente como una disminución en la velocidad
de la luz en el medio dado.
La luz cuando se propaga en el vacío lo hace a velocidad constante y de forma
rectilínea, sin perturbaciones, pero cuando llega a un material la velocidad de la luz
cambia debido a su interacción con el sólido. El índice de refracción es un
parámetro óptico característico de cada material homogéneo que se define como el
cociente entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y la velocidad de la luz en el
material (Vi):
ni=CVi
Ley de la refracción. Cuando una onda incide sobre la superficie de separación
entre dos medios, parte de la energía se refleja y parte entra en el segundo medio.
El rayo transmitido está contenido en el plano de incidencia pero cambia de
dirección (rayo refractado) formando un ángulo con la normal a la superficie, dado
por la Ley de Snell:
ni=V1/V2=sen Θ1/sen Θ2
Un refractómetro es un aparato destinado a medir el índice de refracción de un
medio típicamente transparente, líquido o sólido. La gran mayoría de los
refractómetros funcionan midiendo el ángulo límite entre los vidrios, uno de índice
de refracción conocido y otro de índice de refracción desconocido, que se desea
medir. Los tres refractómetros más conocidos son el de Pulfrich, el de Abbe y el de
HilgerChance. Tanto el de Abbe como el de Pulfrich, pueden medir los índices de
refracción de líquidos o de sólidos, pero el de Pulfrich es más utilizado para sólidos.
El refractómetro de Hilger-Chance se usa de manera exclusiva para sólidos.
El refractómetro de Abbe basa su funcionamiento en el ángulo crítico. Como su
nombre lo indica este dispositivo fue diseñado por E. Abbe en 1906 con el fin de
medir el índice de refracción de líquidos. El diseño de este instrumento consta de
dos prismas compensadores de forma 30°-90°-60° . El prisma que se encuentra del
lado de la fuente tiene la función de iluminar la muestra al mismo tiempo que le
proporciona soporte mecánico. El segundo prisma es la referencia con respecto a la
cual se mide el ángulo crítico como se muestra en la figura 2.
El líquido que se desea caracterizar se coloca en el
espacio que se forma entre los dos prismas. Cuando se
desea medir el índice de refracción de un sólido, éste
sustituye el prisma iluminador.Los prismas
compensadores son prismas dispersores variables sin
desviación. Se usan, como su nombre lo indica, para
compensar la dispersión cromática del elemento cuyo
índice se desea medir, y se puede usar luz blanca para
iluminar el instrumento. El líquido que se desea
caracterizar, debe de tener un índice de refracción
menor al de los prismas.
(Malacara, 2004)
Desarrollo experimental
Tabla 1. Datos experimentales para la obtención de la curva de calibración para Sacarosa.
Sacarosa
Molaridad °BRIX Índice de refracción
0 0 1.333
0.1 3.33 1.3375
0.15 3.34 1.338
0.2 6.99 1.343
0.25 8.16 1.3445
0.3 10 1.348
0.35 11.16 1.3496
0.4 13.16 1.3525
0.5 16 1.3557
Figura 4. Curva de calibración para el índice de refracción de Sacarosa a diferentes concentraciones
Figura 5 . Curva de calibración para °BRIX de sacarosa a diferentes concentraciones
Resultados
Análisis de Resultados
● El boing de mango resultó tener por cada 200ml hay 23g de Sacarosa, por lo
que en la etiqueta marca de 17g/200ml, lo que da una diferencia de 5g.
● En el jugo del valle de mango, se reporta por cada 250ml 29g de sacarosa, esto
marcado en la etiqueta.Experimentalmente se obtuvo de 31.51g/250ml
● El boing de manzana reporta 9g/125ml en su etiqueta, y lo experimental de
9.80g/125ml.
● En la mermelada a pesar de no obtener un valor que entre en la curva, se
puede obtener un valor calculado de 9.80g/15g de mermelada, lo que
reportado en la etiqueta de 9g/15g queda en un rango aceptable
● En el jumex de mango, se reporta por cada 250ml 29g de sacarosa, esto
marcado en la etiqueta.Experimentalmente se obtuvo de 28.12g/250ml
El comportamiento en las curvas de calibración en la figura 4 y figura 5 muestran una proporcionalidad con respecto a la concentración, la
diferencia es que la curva con grados Brix Vs concentración inicia desde el origen, quiere decir que los grados Brix dependen directamente
de la concentración, mientras que con el índice refracción vs concentración no inicia desde el origen, cuando solo se mide el índice de
refracción del agua este arrojó un IR de 1.33, cantidad que indica buena calibración del refractómetro.
La concentración influye en el índice de refracción debido a que es un factor. Otro
factor importante para determinar el IR es la temperatura debido al efecto que
provoca con la densidad y a su vez con la concentración del medio donde se
produce la produce la propagación del haz.
Por otra parte es necesario tomar en cuenta que si la muestra presenta alta
turbidez se debe diluir con agua y la lectura refractométrica debe de multiplicarse
por el factor de dilución esto lo establece la NMX-F-436-SCFI-20111.
Una propuesta para ampliar el aprendizaje como alumno sería la visualización de
otros equipos para determinar IR o la concentración de una sustancia, entre sus
características, diferencias, etc.
Conclusiones
● Se usó el refractómetro de Abbe de manera satisfactoria, logrando determinar el índice de
refracción de diferentes alimentos.
● Si un alimento presenta turbidez es necesario realizar las diluciones necesarias para poder medir
correctamente y determinar su concentración.
● La sacarosa aumenta el índice de refracción considerablemente comparado con el cloruro de
sodio.
● Se demuestra que el índice de refracción aumenta con la concentración de sólidos presentes.
● La refracción es muy utilizada para caracterizar sustancias y para el control de calidad, pues por
medio de los °Brix se puede medir la pureza del compuesto, o si ha sufrido una adulteración, esta
es una escala muy importante pues mide los sólidos solubles en el producto es decir los gramos de
sacarosa por cada 100 g.
● El índice de refracción (Ir) de una sustancia o medio transparente es la relación en la velocidad de
la luz en el vacío y la velocidad de la luz en la sustancia o medio transparente, señala las moléculas
presentes en una disolución. Por lo que a mayor concentración mayor será la dispersión de la luz.
● Las ecuaciones obtenidas se pueden generalizar ya que estas están en función de la concentración
y a medida que la concentración aumenta o disminuye también lo hace el índice de refracción de
manera proporcional. .
Aplicación en la Industria Alimentaria
El índice de refracción tiene una gran importancia, tanto que los refractómetros son
instrumentos relevantes en la industria alimentaria, ya que se emplean en el análisis de
productos líquidos y en el control de operaciones durante el procesamiento de diversos
alimentos: leche y sus derivados (condensada, evaporada, productos lácteos), frutas, zumos,
mermeladas, miel, salsas (ketchup, mostaza, sopas), fabricación y refinado de azúcar, bollería y
repostería. (HANNA, 2011)
Los fabricantes y empacadores de todo tipo de alimentos, desde mermeladas de frutas hasta
pepinillos, pueden utilizar los refractómetros para controlar la consistencia de los productos de
alimentos líquidos.
Los refractómetros análogos se emplean por lo general tanto en los laboratorios de control de
calidad como en la línea de producción y representan un instrumento inestimable para el control
rápido y preciso de errores. Desde refrescos hasta vinos de mesa, se emplean los refractómetros
durante todo el proceso para monitorear el nivel de sólidos disueltos en la solución.
Bibliografía
- Feynman R P y otros. The Feynman Lectures on Physics. 1. ed. v. 2. Addison-Wesley; 1964. 536 p.
- D. Malacara Hernández. (2004). “Óptica Básica”, Fondo de Cultura Económica, México, pp. 142-146
- HANNA (2011). “Índice de refracción y sus aplicaciones”. Consultado el: 30 de Abril del 2019. Disponible en:
http://www.hannainst.es/blog/indice-de-refraccin-y-sus-aplicaciones-en-la-industria-alimentaria/
- Handbook of chemistry and physics a ready reference book of chemical and physical data / edited by Robert C. Weast-- 53a ed. --
Cleveland, Ohio: Editorial the Chemical Rubber, 1972.
- NMX-F-436-SCFI-2011 INDUSTRIA AZUCARERA Y ALCOHOLERA -DETERMINACIÓN DE GRADOS BRIX EN JUGOS DE
ESPECIES VEGETALES PRODUCTORAS DE AZÚCAR Y MATERIALES AZUCARADOS - MÉTODO DEL REFRACTÓMETRO.
Anexos
Tabla . Medidas para preparar las soluciones de
NaCl y sacarosa en un aforo de 5ml.
NaCl y sacarosa
Molaridad Agua destilada mL
0.5 0
0.45 4.5
0.35 3.5
0.25 2.5
0.15 1.5
0 5
Interpolando los indices de refracción obtenidos experimentalmente de los
alimentos analizados en cada una de las curvas respectivas para determinar
la concentración de sacarosa o de cloruro de sodio.
NOTA:El mismo procedimiento se repite cambiando solo los valores de FD
segun corresponda,el PM ya sea de NaCl o Sacarosa y la cantidad a
comparar segun la etiqueta(por cada100ml,por cada 15g,etc)
EJEMPLO: Concentración de jugo boing de mango.
La grafica de datos de la curva de calibración nos presenta una ecuacion de
recta, la cual, para obtener la concentracion, despejamos a x,que es ahora la
concentracion (M), por lo que la ecuacion que obtenemos es la siguiente:
concentracion(M)=(indice de refraccion-1.3327)/0.0479
En donde “y” es el valor de indice de refraccion obtenido
experimentalmente.
Para el valor de y=1.349 tenemos una x de:
x=(1.349-1.3327)0.0479=0.3361M
Se procede a convertir la concentración(M) a gramos de sacarosa,
usando fórmula de Molaridad.
M=m del soluto(g)PM(solucion(L)
Despejamos la masa del soluto y sustituimos
m=(M)(PM)
m=0.3361mol/L(342.3g/mol)
m=115.0528g/L de sacarosa
La etiqueta nos reporta 17g de sacarosa por 200mL de producto, haciendo la
conversion correspondiente tenemos que:
(115.0528g/L)/1000ml y obtenemos el valor de 0.1151g/ml, si se reporta por
cada 200ml, entonces multiplicamos y tenemos 23.0106g de sacarosa en
200ml de solucion. Lo que estaria por encima del valor reportado en la
etiqueta.

Practica 6: Determinación Del Índice de Refracción y Su Aplicación en El Procesamiento de Los Alimentos

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Practica 6: Determinación Del Índice de Refracción y Su Aplicación en El Procesamiento de Los Alimentos

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Practica 6: Determinación Del Índice de Refracción y Su Aplicación en El Procesamiento de Los Alimentos

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Práctica 6.

Determinación del índice de refracción y

El índice de refracción es un parámetro muy útil de los medios homogéneos, este

Molaridad °BRIX Índice de refracción

0.1 3.33 1.3375

0.15 3.34 1.338

0.2 6.99 1.343

0.25 8.16 1.3445

0.35 11.16 1.3496

0.4 13.16 1.3525

Molaridad Agua destilada mL

También podría gustarte