DETERMINACION DEL CONTENIDO DE ETANOL ETANOL EN MUESTRAS COMERCIALES UTILIZANDO EL METODO DE REFRACTOMETRÍA
Miguel Ojeda Millán Resumen En esta práctica se realizó la determinación de etanol en muestras comerciales de tequila, aguardiente y aquecho utilizando el método de refractometría, se realizó una curva de caliración con soluciones de etanol al !", #", $", %" y &" por ciento para determinar esto' (e encontró que las concentraciones de etanol en las muestras de )equila, aguardiente y aquecho fueron de $&, *# y ++ por ciento respectivamente'
INTRODUCCIÓN
os métodos analíticos se clasifican con frecuencia en clásicos o instrumentales' os clásicos, precedieron a los métodos instrumentales por un siglo más' Métodos -lásicos En la época temprana de la química la mayor parte de los análisis se ejecutaan separando los componentes de interés, los analitos, que se encontraan en una muestra mediante precipitación, e.tracción, o destilación' En el caso de los análisis cualitativos, los componentes separados se trataan después con reactivos que originaan productos que se podían identificar por su color, por sus temperaturas de eullición o de fusión, sus soluilidades en una serie de disolventes, sus olores, sus actividades ópticas o por sus índices de refracción' En el caso de los análisis cuantitativos, la cantidad de analito se determinaa mediante mediciones gravimétricas o volumétricas' Métodos /nstrumentales 0 principios del siglo 11, los científicos empezaron a e.plotar fenómenos distintos de los usados en los métodos clásicos para resolver prolemas analíticos' 2or tanto, las propiedades físicas del analito, tales
como conductividad, potencial de electrodo, asorción o emisión de la luz y fluorescencia empezaron a usarse en el análisis cuantitativo' Muchos de los fenómenos sore los que se apoyan los métodos instrumentales se han conocido desde hace un siglo más' (in emargo, su aplicación por parte de la mayoría de los científicos se retrasó por la carencia de instrumentos confiales y sencillos' 3e hecho el desarrollo de los modernos métodos instrumentales de análisis es paralelo al desarrollo de la electrónica y la industria de la computación' )ipos de métodos instrumentales En la tala ! se enlista la mayor parte de las propiedades características que se usan en la actualidad del análisis instrumental' a segunda columna lista los métodos instrumentales que se asan en las propiedades físicas y químicas'
4os damos cuenta que de no siempre es fácil elegir el método óptimo de entre las técnicas instrumentales disponiles y sus equivalentes clásicos' -on ciertas cominaciones de elementos o de compuestos, un método instrumental puede ser más selectivo, pero con otras un método gravimétrico o volumétrico podría sufrir menos interferencia' /gualmente
difíciles de plantear son las generalizaciones con ase en la e.actitud, la conveniencia o el tiempo necesario' 4o siempre es cierto que los procedimientos instrumentales emplean aparatos más complicados o más costosos' Entre los métodos ópticos de análisis más sencillos se hallan los que se asan en la medida del índice de refracción n. El índice de refracción puede utilizarse para caracterizar una sustancia de modo similar al punto de fusión y al punto de eullición' 0unque el índice de refracción es por sí mismo insuficiente para caracterizar una sustancia e.isten de hecho muy pocas sustancias que tengan índices de refracción idénticos a una temperatura y longitud de onda dadas, y por lo tanto su conocimiento, junto con otros datos, es de gran utilidad para conformar la identidad y pureza de una sustancia' Entre otras aplicaciones de estas técnicas podemos se5alar el análisis de flujos y mezclas, la estimación de algunas propiedades de los polímeros como por ejemplo el peso molecular, el tama5o y la forma6 y el cálculo de algunas propiedades físicas como por ejemplo la reflectancia y la dispersión óptica' a medida del índice de
refracción requiere 7nicamente una peque5a cantidad de muestra, es un proceso no destructivo y puede llevarse a cao rápida y sencillamente' El camio de dirección que sufre un rayo de luz al pasar olicuamente de un medio a otro de diferente densidad recie el nomre de refracción'
8ig' ! 9efracción de un haz de luz al pasar de un medio m a un medio M de densidad superior' (e indica en la figura el ángulo de incidencia i , el ángulo de refracción r y la velocidad v '
Tabla 1. Métodos instrumentales utilizados acorde con las características que se desean medir
METODOLOGÍA !' Encendemos el refractómetro y caliramos con agua destilada hasta que en el lente la línea entre la zona iluminada y la oscura sea clara, y esta se alineé a la intersección de las dos líneas como se ve en la figura #'!'
8igura #' 3etalle del lente del refractómetro
#' 2reparamos % soluciones de diferente concentración de alcohol etílico, a partir de uno con ++':; de pureza, a !";, #";, $";, %"; y &"; en matraces aforados' $' Medimos el índice de refracción de las soluciones de alcohol etílico con a diferentes concentraciones y las muestras prolemas, hasta que en el lente oservemos la figura # %' En ase a los índices de refracción de las soluciones concentración conocida de alcohol, se realiza una curva de caliración' &' 0 partir de esta se otiene la ecuación que se ajuste a esta'
*' -on la ecuación se otiene la concentración de las sustancias prolemas
RESULTADOS Y DISCUSIÓN os valores otenidos con el refractómetro para el etanol a diferentes concentraciones y de las muestras prolema fueron los siguientes< (ustancia
=ndice de refracción !'$$A&
)' >?-@
Etanol !+'+ !"; Etanol !'$%%$ !*'* #"; Etanol !'$&"! !+'% $"; Etanol !'$&%" !+'& %"; Etanol !'$&+" !+'* &"; 0gua !'$*&& !+'A ardiente )equila !'$&#" !+': 0quecho !'$A%& !+'$ )ala $' =ndices de refracción de las soluciones de etanol así como las soluciones prolemas' (e registró tamién la temperatura a la que fueron tomados los índices y se trató de mantenerse constante, ya que a diferentes densidades se tendrán diferentes índices de refracción (e graficaron las concentraciones de etanol vs índice de refracción para
que de esta forma se otuviera una función que relacionara estas dos variales, posteriormente se realizó una regresión lineal y se otuvo una ecuación de recta para que de esta forma se pudiera determinar las concentraciones de etanol en las muestras prolema
(ustancia
-oncentración de etanol ;>vBv@ 0gua ardiente *#'"A )equila $&'*" 0quecho ++'$* )ala %' -oncentración otenida de etanol para cada sustancia utilizando la curva de caliración otenida con las soluciones de etanol os resultados otenidos en la tala resultan muy acertados, ya que se sae que el porcentaje de alcohol en el tequila comercial es alrededor del $";, sin emargo en el caso del aquecho otuvimos un valor de ++'$*; de alcohol lo cual se sae que no es cierto, esto puede deerse al tipo de modelo matemático utilizado ya que para realizar la gráfica ! solo se utilizaron concentraciones de etanol hasta el &"; por lo cual si se quisiera tener eidas con un porcentaje de alcohol mayor a este y tener un resultado con alta fiailidad se deió realizar la gráfica con
se puede aceptar el valor de *#'"A; ya que es conocido igual el porcentaje en este producto comercial, por lo tanto se puede asegurar la fiailidad de este método siempre y cuando se realice una curva de caliración lo mas completa posile, es decir, con la mayor cantidad de datos posiles para que no e.istan errores al momento de analizar muestras prolema )amién se realizaron medidas para el índice de refracción de diferentes compuestos orgánicos para poder Crafica !' -oncentración de etanol vs índice de refracción' Dna vez que se otuvo la gráfica se realizó una regresión lineal por mínimos cuadrados para poder otener una ecuación de recta ajustada y así poder determinar el contenido de etanol en las muestras prolema oservar como variaa el índice dependiendo de la estructura del compuesto
Concentración de etano 60 50 40 'oncentra ci(n de etan ol )*+*"
30 20 10 0 1.34
-oncentraciones de etanol cercanas al !"";' En el caso del aguardiente
(ustancia
=ndice de )' >?-@ refracción !'$#+& #!'A !'$:++ ##
Metanol 0lcohol isopropilico 0cetona !'$&*" ##'$ 8enolftaleín !'$*$" ##'% a Etanol !'$*!* ##'* Clicerina !'%**+ ##': )ala &' =ndice de refracción para diferentes compuestos orgánicos
En la tala & se puede oservar los índices de refracción para diferentes compuestos orgánicos, se oserva
como el índice de refracción aumenta conforme la estructura molecular es más compleja, por lo tanto se puede inferir que a mayor complejidad en la molécula el índice de refracción será más alto deido a que se puede refractar más la radiación'
CONCLUSIONES a técnica de refractómetro es una herramienta muy 7til cuando se desea saer la concentración de cierto compuesto en una solución, sin emargo tiene ciertas anomalías al momento de utilizar esta metodología, por ejemplo, siempre se dee realizar una curva de caliración
para poder comparar los datos otenidos, tamién se dee utilizar una muestra traslucida para que la radiación pueda realizar la refracción y marca el índice, de otro modo si se utiliza una sustancia turia no se otendrán uenos resultados' a refracción de la radiación es un método con gran e.actitud y precisión siempre y cuando se realice de forma correcta' 0demás se puede inferir mediante esta técnica la composición de alguna muestra deido al valor del índice de refracción que podamos otener
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