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Informe n°4 de laboratorio de fisicoquímica I sobre la guía

Fisicoquímica 1 (Universidad Nacional Mayor de San Marcos)

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 FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

NOMBRE DE LA PRACTICA

Refractometría

AUTORES:

Díaz Roman, Joaquin Andre (20170116)

Inga Jayme, Diego Armando (20170193)

Lopez Gonzales, Alejo Miguel (20170196)

Riveros Pumahuanca, Marcia Alexandra (20170224)

DOCENTE:

Ing° Bernal Aybar Carlos Enrique

C.U. SAN MARCOS – PERÚ

2021

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 INDICE

I. INTRODUCCION .....................................................................................

II. MARCO TEORICO ..................................................................................

III. OBJETIVO GENERAL .............................................................................

Objetivos específicos ...............................................................................

IV. METODOLOGIA ......................................................................................

Materiales y reactivos ..............................................................................

Detalles experimentales...........................................................................

V. RESULTADOS EXPERIMENTALES .......................................................

Datos obtenidos .......................................................................................

Procesamiento de datos ..........................................................................

VI. DISCUSION DE RESULTADOS..............................................................

VII. CONCLUSIONES ....................................................................................

VIII. CUESTIONARIO......................................................................................

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................

ANEXO.............................................................................................................

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 I.- INTRODUCCIÓN

La luz es un fenómeno que ha sido estudiado a través de la historia, debido a que su

percepción mediante la visión que es predominante frente a otros sentidos (Terán, M.,

2016,

p. 16). La refracción incluye desviaciones de trayectoria experimentadas cuando un haz de

radiación monocromática pasa a través de otro medio material de diferente densidad desde

el vacío. Este fenómeno es debido a la interacción entre el campo eléctrico de la radiación

y los electrones de las moléculas (Práctica de Refractómetría, s.f., p. 1).

El índice de refracción es un parámetro muy útil de un medio homogéneo y está

íntimamente relacionado con la fuerza intermolecular por su dependencia de la densidad.

Se usa para determinar la concentración de una variedad de soluciones. Además, es un

medio simple y económico para caracterizar compuestos simples (Chao, F., 2013, pp. 1-

18).

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 II.- MARCO TEORICO

La refracción sucede al llegar un rayo de luz a una superficie y pasa a otro medio

atravesando, ahí es cuando una parte se propaga con un ángulo y velocidad diferente. Esto

se puede representar mediante el índice de refracción, en este se implica la masa, la carga y

el número de partículas; así como el índice está implicado en la ley de refracción:

𝑛1 ∗ sin 𝑖 = 𝑛2 ∗ sin 𝑟

Figura 1

Representación de la Refracción.

Nota. En el gráfico, se puede apreciar los ángulos indicados por la ley de refracción, donde

uno es el de incidencia y el otro, de refracción. Tomado de Práctica de Refractometría (p.

1), s.f.

Los refractómetros son utilizados para la determinar la concentración de algunos solidos en

soluciones como la salinidad del agua. Por otro lado, cabe indicar que el índice de

refracción se puede ver afectado por la temperatura y esto es tomado en cuenta en la

función del refractómetro.

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 III.- OBJETIVO GENERAL

Tener conocimiento sobre el funcionamiento del refractómetro de mano con la

finalidad de estar en la capacidad de realizar distintas mediciones.

Objetivos específicos

 Tener conocimiento sobre el funcionamiento del refractómetro de mano para

determinar el índice de sacarosa de un líquido.

 Tener conocimiento sobre el funcionamiento del refractómetro de mano para

determinar el porcentaje de cloruro de níquel en una muestra líquida.

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 IV.- METODOLOGÍA

EQUIPO, MATERIALES Y REACTIVO

 Balanza Analítica.

 Refractómetro de mano.

 Termómetro.

 Pipetas.

 Matraces Erlenmeyer de 125 ml.

 Solución de sacarosa.

 Solución de Cloruro de níquel

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Calibración:

1. Tomar unas gotas de agua destilada que esté a la misma temperatura que la de la

muestra. Para ello han de estar el agua y la muestra en la misma estancia durante, al

menos, 30 minutos.

2. Colocar dos gotas de agua en el prisma procurando que se cubra toda la superficie

del mismo. Evitar también la formación de burbujas.

3. Cerrar la tapa suavemente. Podemos mover suavemente la tapa para conseguir un

reparto homogéneo del líquido.

4. Con ayuda del destornillador actuar sobre el tornillo de la parte superior hasta ajustar

el cero de la escala

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 Figura 1

5. Cualquier variación de la temperatura hace que se vea afectada la medida por lo que

es conveniente realizar esta calibración cada 20 minutos o cada vez que se realice una

determinación o si ha pasado bastante tiempo

Medida de la concentración de sacarosa

1. Se preparan 100 ml de disolución de sacarosa 0,9 M

2. Preparar a partir de esta disolución patrón las siguientes disoluciones de sacarosa en

matraces de 50 ml: solución de sacarosa 0.7 M, solución de sacarosa 0.5 M y solución

de sacarosa 0.3 M

3. Calibrar el refractómetro.

4. Se toman con el cuentagotas 2 ó 3 gotas y se colocan en el prisma del refractómetro

procurando que la superficie del prisma quede cubierta uniformemente por el líquido.

Evitar la formación de burbujas.

6. Cerrar la tapa suavemente. Podemos mover suavemente la tapa para conseguir un

reparto homogéneo del líquido.

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7. Se mide el grado Brix (porcentaje de sacarosa) observando la escala correspondiente

del refractómetro.

8. Podemos dar el resultado directamente en grados Brix como porcentaje de sacarosa

en la muestra o bien podemos transformar estos grados Brix en índice de refracción.

Medida de la concentración de cloruro de níquel

1. Se preparan 100 ml de disolución patrón de cloruro de níquel 0.25 M

2. Preparar a partir de esta disolución madre las siguientes disoluciones de cloruro de

níquel en matraces de 50 ml: solución de níquel 0.20 M, solución de níquel 0.15 M y

solución de níquel 0.10 M,

3. Calibrar el refractómetro.

4. Secar bien el prisma con un papel fino.

5. Se toman con el cuentagotas 2 ó 3 gotas de la muestra y se colocan en el prisma del

refractómetro procurando que la superficie del prisma quede cubierta uniformemente

por la disolución. Evitar la formación de burbujas.

6. Cerrar la tapa suavemente. Podemos mover suavemente la tapa para conseguir un

reparto homogéneo del líquido.

7. Se mide la concentración de sal (porcentaje de cloruro de níquel) observando la

escala correspondiente del refractómetro. Limpieza del equipo

• Limpiar cuidadosamente el refractómetro con agua y con un papel. Evitar un chorro de

agua directo en su limpieza.

• Dejar secar al aire y guardar colocando un papel fino entre el prisma y la tapa:

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 V.- RESULTADOS EXPERIMENTALES

Cálculo de grado alcohólico

Determinación de grados Brix en una muestra liquida

Muestra Sacarosa C12H22O11 (0.9M)

°Brix ensayo N° 1 28.85 °Brix ensayo N° 3 28.87

°Brix ensayo N° 2 28.86 Valor medio °Brix 28.86

Grado alcohólico probable 17.416

Determinación de grados Brix en una muestra liquida

Muestra Sacarosa C12H22O11 (0.7M)

°Brix ensayo N° 1 22.70 °Brix ensayo N° 3 22.58

°Brix ensayo N° 2 22.62 Valor medio °Brix 22.63

Grado alcohólico probable 13.2071

Determinación de grados Brix en una muestra liquida

Muestra Sacarosa C12H22O11 (0.5M)

°Brix ensayo N° 1 16.48 °Brix ensayo N° 3 16.50

°Brix ensayo N° 2 16.52 Valor medio °Brix 16.5

Grado alcohólico probable 9.065

Determinación de grados Brix en una muestra liquida

Muestra Sacarosa C12H22O11 (0.3M)

°Brix ensayo N° 1 10.22 °Brix ensayo N° 3 10.21

°Brix ensayo N° 2 10.24 Valor medio °Brix 10.223

Grado alcohólico probable 4.823

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 Índice de refracción de las disoluciones de sacarosa

índice de refracción a 20° C

C sacarosa M índice de refracción

0.9 1.3794

0.7 1.3689

0.5 1.3589

0.3 1.3478

Indice de refracción (n)

1.385
1.38
1.375

y = 0.0524x + 1.3323
1.37
1.365
Indice de

1.36
1.355
1.35
1.345

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

°Brix-%Sacarosa

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 Determinación de la concentración de sal en disoluciones-20°C

Muestra Cloruro de Niquel (NiCl2)- 0.10M

°Brix ensayo N° 1 0.89 °Brix ensayo N° 3 0.915

°Brix ensayo N° 2 0.905 Valor medio °Brix 0.903

Determinación de la concentración de sal en disoluciones-20°C

Muestra Cloruro de Niquel (NiCl2)- 0.15M

°Brix ensayo N° 1 2.398 °Brix ensayo N° 3 2.401

°Brix ensayo N° 2 2.402 Valor medio °Brix 2.400

Determinación de la concentración de sal en disoluciones-20°C

Muestra Cloruro de Niquel (NiCl2)- 0.20M

°Brix ensayo N° 1 3.80 °Brix ensayo N° 3 3.815

°Brix ensayo N° 2 3.82 Valor medio °Brix 3.811

Determinación de la concentración de sal en disoluciones-20°C

Muestra Cloruro de Niquel (NiCl2)- 0.25M

°Brix ensayo N° 1 4.78 °Brix ensayo N° 3 4.795

°Brix ensayo N° 2 4.785 Valor medio °Brix 4.787

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 índice de refracción a 20° C

C Cloruro de niquel M índice de refracción

0.10 1.33442

0.15 1.33586

0.20 1.33879

0.25 1.34026

Indice de refraccion
1.341

1.34

1.339
Indice de

1.338

1.337

1.336

1.335 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

°Brix-%Sacarosa
1.334

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 VI.-DISCUSIÓN DE RESULTADOS

6.1 Utilizando las gráficas obtenidas, indicar qué tipo de dependencia existe entre las propiedades
físicas y la concentración de las soluciones estudiadas.

En las dos tablas se observó las concentraciones de las soluciones aumentaban el índice de
refracción también lo hacía se concluye que estos están en relación directa.

6.2 Según la bibliografía que tanto incide la temperatura en la reflectometría de los líquidos.

La temperatura influye en el índice de refracción debido al cambio de densidad que se produce en

los líquidos con el cambio de temperatura. Si un medio es menos denso ópticamente debido a un
aumento de la temperatura, la luz viajará más rápido, lo que hace que el ángulo desviado cambie
ligeramente. En otras palabras, cuanto mayor es la temperatura, menor es el índice de refracción,
como se muestra en el siguiente gráfico, en el que se emplea agua como medio de muestra. (Mettler
T., 2019)

6.3 Halle la concentración de una solución desconocida de sacarosa cuyo grado brix fue igual a 20.2

20,2
342,2965
M 1 = 0.590131
10

La concentración de la solución de sacarosa es 0.59M

6.4 Halle la concentración de una solución desconocida de cloruro de níquel cuyo grado brix fue
igual a 3.1

3.1
M 129.5994 = 0.2391
1
10

La concentración de la solución de cloruro de niquel es es aproxiamdamente 0.23M

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 VII.-CONCLUSIONES

1. Se logró determinar el índice de sacarosa en cada una de las mezclas con distintas
concentraciones.
2. Se logró determinar el porcentaje de cloruro de níquel en cada una de las mezclas con
distintas concentraciones. Para finalizar, mediante los resultados experimentales, es
plausible inferir que el índice de refracción y la concentración de la disolución son
directamente proporcionales.

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 VIII.- CUESTIONARIO

a.- Defina que es

REFRACCIÓN ESPECÍFICA:

Es una medida del medio electrónico de una sustancia analizada. Es muy útil como medio para
identificación de una sustancia y como criterio de su pureza. (Leyton K., 2012)

REFRACCIÓN MOLAR:

La refracción molar es una medida de la polarizabilidad

Dicho de otro modo, la polarizabilidad es la tendencia relativa que tiene una distribución de carga
(como la nube electrónica de un átomo o molécula) a ser distorsionada por un campo eléctrico.
(José G., 2012) Es útil para tener conocimientos sobre naturaleza de enlaces químicos.

b.- ¿Cómo varía el índice de refracción de una sustancia con la longitud de onda de luz?

Sabemos que la velocidad de la luz en un medio es: v = c/n

Donde:

n es el índice de refracción

c es la velocidad de la luz en un vacío (o aire)

v es la velocidad de la luz en los medios

Del mismo modo, la longitud de onda en el mismo medio es: λ = λ0/n

donde λ0 es la longitud de onda de esa luz en un vacío (o aire).

El índice de refracción (n) es inversamente proporcional a la longitud de onda y también a la

velocidad de la luz. Esto significa que cuanto mayor es la longitud de onda, menor es el índice de
refracción.

c.- ¿Cómo determinaria el índice de refracción de un sólido?

Para el caso particular de un sólido se empela el refractómetro de Pulfrich, el cual,

mediante un correcto uso del mismo, logra una precisión del orden de 1 x 10-4 en el índice
de refracción.

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 Figura 2

d.- ¿De qué depende la refracción molar de una sustancia?

En primer lugar, sabemos que la refracción molar se calcula de la siguiente

manera:

𝒏𝟐 − 𝟏
𝑹 = 𝑽𝒎 𝒙
𝒏𝟐 + 𝟐

𝑴
𝑽𝒎 =
𝝆

𝑽𝒎 : Volumen molar

M: Masa molecular

𝝆 : Densidad

n: Índice de refracción

Con la formula mostrada se afirma que la refracción molar depende de la temperatura, pero
no en gran medida, debido a que esta afecta tanto a “n” como a “𝑽𝒎”, lo cual ocasiona una
compensación.

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 BIBLIOGRAFÍA

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