Refractometria Inf.7 Final (1)

UNMSM-FQIQ

Laboratorio de Fisicoquímica I

Refractometría

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FA CU L TA D D E Q UÍMIC A , INGE NIE RÍA INGENIERÍA A GRO INDUST RIA L

QU ÍMIC A

E

Laboratorio de fisicoquímica i

REFRACTOMETRIA

INTEGRANTES   

:

Peralta Gutiérrez Nayda Rocío, 14070046 Sánchez Sánchez Gino Alexander , 14070153 Torres Rimey María Julia, 14070158

PROFESORA

: Mercedes Puca Pacheco

FECHA DE PRÁCTICA

: 31/10/15

FECHA DE ENTREGA

: 07/11/15

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UNMSM-FQIQ


Refractometría

Contenido

RESUMEN……………………………………………………………………………………………………………………………………….3 I.INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 4 II.OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 5 III.PARTE TEÓRICA .............................................................................................................................. 6 IV. PARTE EXPERMIMENTAL…………………………………………………………………………………………………….......8 V.TABLA DE DATOS………………………………………………………………………………………………………..….…….…….9 VI.CALCULOS………………………………………………………………………………………………………………………………..13 VII.TABLA DE RESULTADOS…………………………………………………………………………………………………….……29 VIII.GRAFICOS………………………………………………………………………………………………………………………..…….31 IX.DISCUSION DE RESULTADOS……………………………………..…………………………………………………………….32

X.CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………….............…33 XI.CUESTIONARIO……………………………………………………………………………………………………………………..…34 XII.REFERENCIAS…………………………………………………………………………………………………………………..…..…39 XIII.ANEXOS…………………………………………………………………………………………………………………………....…..40

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UNMSM-FQIQ


Refractometría

Contenido

RESUMEN……………………………………………………………………………………………………………………………………….3 I.INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 4 II.OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 5 III.PARTE TEÓRICA .............................................................................................................................. 6 IV. PARTE EXPERMIMENTAL…………………………………………………………………………………………………….......8 V.TABLA DE DATOS………………………………………………………………………………………………………..….…….…….9 VI.CALCULOS………………………………………………………………………………………………………………………………..13 VII.TABLA DE RESULTADOS…………………………………………………………………………………………………….……29 VIII.GRAFICOS………………………………………………………………………………………………………………………..…….31 IX.DISCUSION DE RESULTADOS……………………………………..…………………………………………………………….32

X.CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………….............…33 XI.CUESTIONARIO……………………………………………………………………………………………………………………..…34 XII.REFERENCIAS…………………………………………………………………………………………………………………..…..…39 XIII.ANEXOS…………………………………………………………………………………………………………………………....…..40

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Refractometría

RESUMEN La presente práctica experimental de Refractometría tuvo como objetivo determinar el índice de refracción de diversas sustancias las cuales fueron Npropanol (puro) y soluciones diluidas (agua deionizada) en porcentaje en volumen, también de soluciones de sacarosa (% en peso). Para cumplir tal objetivo se empleó el Refractómetro ABBE , bajo condiciones de laboratorio de 24ºC de temperatura, 756 mmHg y 92% de humedad relativa. A partir de los índices de refracción teóricos: N-propanol = 1.3830, del agua = 1.3326 a 24 °C Teniendo estos valores como base, se calculó experimentalmente los índices de refracción de las soluciones con los cuales se pudo realizar varias operaciones, tales como: la determinación del porcentaje en peso del N-propanol en cada mezcla, sacarosa en agua. % Volumen PROPANOL

%Peso teórico teórico n-Propano l (W (W ) T T

% Peso experimental npropano l (P (P ) A

Porcen taje de error (%E)

0% 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 80% 100%

0% 4.04% 8.17% 16.86% 25.55% 34.81% 44.47% 54.57% 76.21% 100%

0% 4.15% 8.378% 15.98% 31.38% 38.49% 49.70% 58.48% 78.10% 100.0%

0% 2.65% 2.48% 5.51% 18.57% 9.56% 10.52% 6.68% 2.42% 2 .42% 0%

N-

Por último se calculó la refracción molar de las mezclas, demostrándose que es una propiedad aditiva. En conclusión la medida del índice de refracción depende de la concentración del componente más volátil, cabe recalcar que es importante porque permitió identificar una sustancia por su pureza y composición.

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Refractometría

I-INTRODUCCIÓN Suponga usted que está caminando cerca a un poso de agua poco profundo, de repente se le caen las llaves de su casa. Entonces, casi de inmediato, sumergimos uno de nuestros brazos para sacarlas, lo más probable es que toquemos el suelo y no alcancemos al objeto en sí. Esto se debe a la desviación de la luz en el agua, que hace que tengamos esa ilusión con respecto a la posición del objeto. Con este ejemplo se puede explicar la refracción de la luz en las superficies límite de dos materiales diferentes. Ya que en un medio, la luz tienen menos velocidad (que en el vacío).

El índice de refracción de una sustancia cambia, cuando sus propiedades son distintas, por ejemplo: el índice de refracción del agua a 20 °C tiene un valor, pero si le añadimos otra sustancia, el índice de refracción cambiará, en relación con la concentración. De lo anterior, podemos inferir que el índice de refracción nos sirve para la comprobación de la pureza de una sustancia o mezcla. Por ello se estudiará esta propiedad en la presente práctica. Y cabe mencionar que esta técnica tiene aplicación en diferentes industrias: papel, bebidas, alimentos, textil, petroquímica, etc.

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Refractometría

II-OBJETIVOS

Conocer el refractómetro y su manejo.

Obtener el índice de refracción de sustancias puras y utilizar el índice de refracción como criterio de pureza.

Analizar cuantitativamente mezclas binarias, aprovechando la dependencia del índice de refracción de la concentración sus componentes.

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Refractometría

III-PARTE TEÓRICA 1-Refractometría: Es el método óptico de determinar la velocidad de propagación de luz en una sustancia, la cual se relación directamente con la densidad de esta sustancia. Se emplea el principio de refracción de luz.

2-Refractómetro de Abbe: -La determinación del índice de refracción mediante el uso del refractómetro de Abbe aprovecha la formación del ángulo límite (o ángulo crítico) luego de que la luz incidente atraviesa la sustancia e incide en el prisma rectangular. El refractómetro consta de dos prismas rectangulares de vidrio Flint (P1 Y P2) que se encuentran montados en una armadura metálica, enfrentados sobres sus hipotenusas.

3-Indices de refracción: 3.1-Índice de refracción absoluto: Es el cociente entre la velocidad de la luz cuando el

primer medio es el vacío con respecto a la velocidad de la luz en un medio determinado. 3.2-Ley de Snell: Relaciona los anglos de incidencia (i) y de refracción (r):

  =   

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Donde:

Refractometría

 y  son los índices de refracción absolutos de los medios que

atraviesa la luz.

3.3-Refracción específica: Se definió este valor para líquidos puros, siento utilizado

como criterio de pureza:

  1 1   =  + 2  

Donde: d es la densidad de la sustancia

3.4-Refracción molar: Es una propiedad aditiva y constitutiva, producto de la

refracción específica por el peso molecular.

  1    =  + 2  

3.5-Índice de refracción de mezclas: Si 0 es la mezcla y 1 y 2, los componentes y P

es el % en peso:

100  1 =   1 + 100  1 0 1 2

3.6-Refracción molar de mezclas:

  1 11    =  + 2   Siendo:

 fracción molar del componente más volátil.

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Refractometría

IV-PARTE EXPERIMENTAL Materiales: 

Refractómetro de Abbe.



Pipetas graduadas de 1, 2 y 5 mL.



Tubos de tapón con corcho.

Reactivos: 

Solución de n-propanol



Agua desionizada.



Soluciones de sacarosa.



Solución de acetona.

Solución de n-propanol: - Preparar 3 mL de soluciones que contengan 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60,80 y 100%. -Mida el índice de refracción de cada una de las mezclas.

Solución de sacarosa: -Preparar 10 mL de solución acuosa de sacarosa al 1% y 4% en peso. -Mida los índices de refracción y los % de sacarosa de las soluciones preparadas.

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Refractometría

V-TABLA DE DATOS TABLA N° 1: Condiciones experimentales Presión (mmHg)

Temperatura (ºc)

H. R. (%)

756 mmHg

24 °C

92 %

TABLA N° 2: Resultados de Índice de Refracción. Volumen

% Volumen

V n- propanol

V agua destilada(B)

N-D

Total

N-PROPANOL

(A)

3 ml

0%

0 ml

3 ml

1.3328

3 ml

5%

0.15 ml

2.85 ml

1.3360

3 ml

10%

0.3 ml

2.7 ml

1.3382

3 ml

20%

0.6 ml

2.4 ml

1.3481

3 ml

30%

0.9 ml

2.1 ml

1.3581

3 ml

40%

1.2 ml

1.8 ml

1.3605

3 ml

50%

1.5 ml

1.5 ml

1.3681

3 ml

60%

1.8 ml

1.2 ml

1.3713

3 ml

80%

2.4 ml

0.6 ml

1.3802

3 ml

100%

3 ml

0 ml

1.3893

T ° n-propanol 24 °C

T ° Agua 24 °C 9

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Refractometría

TABLA 3: Datos obtenidos en las soluciones de sacarosa y agua. % volumen

Sacarosa

Agua

N-D

1%

0.1005

9.9925

1.3331

4%

0.4003

9.7057

1.3328

TABLA N°4: Porcentaje en peso teórico de n-Propanol en cada mezcla. % Volumen N-PROPANOL

V n-propanol (A)

V agua destilada (B)

%Peso teórico n-Propanol %WT

0%

0 ml

3 ml

0%

5%

0.15 ml

2.85 ml

4.045%

10%

0.3 ml

2.7 ml

8.172%

20%

0.6 ml

2.4 ml

16.68%

30%

0.9 ml

2.1 ml

25.55%

40%

1.2 ml

1.8 ml

34.81%

50%

1.5 ml

1.5 ml

44.47%

60%

1.8 ml

1.2 ml

54.57%

80%

2.4 ml

0.6 ml

76.21%

100%

3 ml

0 ml

100%

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Refractometría

TABLA N°5: Fracciones molares de n-propanol en cada mezcla. % Volumen

Volumen

Volumen

Fracción molar (X) n-propanol

N-PROPANOL

N-PROPANOL(A)

AGUADESTILADA (B)

0%

0 ml

3 ml

0

5%

0.15 ml

2.85 ml

0.012

10%

0.3 ml

2.7 ml

0.026

20%

0.6 ml

2.4 ml

0.057

30%

0.9 ml

2.1 ml

0.093

40%

1.2 ml

1.8 ml

0.138

50%

1.5 ml

1.5 ml

0.194

60%

1.8 ml

1.2 ml

0.265

80%

2.4 ml

0.6 ml

0.490

100%

3.0 ml

0 ml

1

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UNMSM-FQIQ


Refractometría

TABLA N°6: Porcentaje en peso experimental de n-Propanol en cada mezcla.

% Volumen

Peso npropanol (WA)

Peso agua destilada (WB)

Densidad de la mezcla (ρ0)

% Peso experimental n- propanol (PA)

0%

0g

2.9921 g

0.9974 g/ml

0%

5%

0.1198 g

2.8425 g

0.9874 g/ml

4.15%

10%

0.2396 g

2.6929 g

0.9775 g/ml

9.32%

20%

0.4793 g

2.3938 g

0.9577 g/ml

20.08%

30%

0.7189 g

2.0945 g

0.9378 g/ml

31.47%

40%

0.9586 g

1.7953 g

0.9180 g/ml

39.20%

50%

1.1982 g

1.4961 g

0.8981g/ml

49.07%

60%

1.4378 g

1.1969 g

0.8782 g/ml

61.26%

80%

1.9171 g

0.5984 g

0.8385 g/ml

81.35%

100%

2.3964 g

0g

0.7988 g/ml

100%

N-PROPANOL

12

UNMSM-FQIQ


Refractometría

VI-CÁLCULOS a) Obtención de densidad de acuerdo a la temperatura del laboratorio: Sea: A: Propanol B: Agua

15



( propanol )



 = 0.9974 /  = 1.221030

0.8076 g / mL

Si:

 =

 = 0.80706 / 115 11.2210−−1524 = 0.7988 /

b) Porcentaje En Peso Teórico Del Propanol en la Mezcla:

W 



 W 

V

 .V

 100 % =  100 =   +  %W A



 AV A

x100

 AV A   BV B

Donde: A: Propanol.

B: Agua.

  = 0.7988 / = 0.9974 / 13

UNMSM-FQIQ


Refractometría

Luego: - 5%V A

;

V A = 0.15 mL

;

VB = 2.85 mL

0.79880.15 100 = 4.045 % = 0.79880. 15+0.99742.85 % = 4.045% - 0%V A

;

V A = 0 mL

;

VB = 3mL

% = 0% - 10%V A

;

V A = 0.3 mL

;

VB = 2.7 mL

3 100 = 8.172% % = 0.7 9880.0.739880. +0.99742.70

% = 8.172% - 20%V A

;

V A = 0.6 mL

;

VB = 2.4 mL

6 100 = 16.68% % = 0.7 9880.0.769880. +0.99742.40

% = 16.68%

- 30%V A

;

V A = 0.9 mL

;

VB = 2.1 mL

9 100 = 25.55% % = 0.7 9880.0.799880. +0.99742.10

% = 25.55%

- 40%V A

;

V A = 1.2 mL

;

VB = 1.8 mL

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UNMSM-FQIQ


0.79881.2 100 = 34.81% % = 0.7 9881. 2+0.99741.8

Refractometría

% = 34.81%

- 50%V A

;

V A = 1.5 mL

;

VB = 1.5 mL

0.79881.5 100 = 44.47% % = 0.7 9881. 5+0.99741.5

% = 44.47 % - 60%V A

;

V A = 1.8 mL

;

VB = 1.2 mL

0.79881.8 100 = 54.57% % = 0.7 9881. 8+0.99741.2

% = 54.57% - 80%V A

;

V A = 2.4 mL

;

VB = 0.6 mL

0.79882.4 100 = 76.21% % = 0.7 9882. 4+0.99740.6

% = 76.21% - 100%V A

;

V A = 3 mL

;

VB = 0 mL

% = 100%

15

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Refractometría

c) Fracción Molar (X) Del Propanol en cada Mezcla:

X

N i 

N T

;

N

W

;



M

NT = N A + NB

W

 X

A





 V



N

 V 

M

M B  AV A M B  AV A

 M A  BV B

Donde: A: Propanol

B: Agua

M, ρ, V: Peso molecular, densidad y volumen de la sustancia.

  = 0.7988 / = 0.9974 g/mL M A(CH3CH2CH2OH) = 60.10 g/mol

MB(H2O) = 18.01 g/mol

Luego: - 5%V A

;

V A = 0.15 mL

;

VB = 2.85 mL

18.010.79880.15  = 60.100. 79880.15+18.010.99742.85 = 0.012 - 0%V A

;

V A = 0 mL

;

VB = 3 mL XPROPANOL = 0

- 10%V A

;

V A = 0.3 mL

;

VB = 2.7 mL

18.010.79880.30  = 60.100. 79880.30+18.010.99742.70 = 0.026 XPROPANOL =

0.026 16

UNMSM-FQIQ


- 20%V A

;

Refractometría

V A = 0.6 mL

;

VB = 2.4 mL XPROPANOL =

- 30%V A

;

V A = 0.9 mL

;

0.057

VB = 2.1 mL XPROPANOL = 0.093

- 40%V A

;

V A = 1.2 mL

;

VB = 1.8 mL XPROPANOL =0.138

- 50%V A

;

V A = 1.5 mL

;


- 60%V A

;

V A = 1.8 mL

;


- 80%V A

;

V A = 2.4 mL

;


- 100%V A

;

V A = 3 mL

;

VB = 0 mL XPROPANOL = 1

d) Porcentaje En Peso Experimental Del n-Propanol En Cada Mezcla (P A):

100( O  O



1)



P ( A A  A



1)



(100  P A )( B



1)

 B

Despejando P A:

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Laboratorio de Fisicoquímica I P A

Refractometría

100( O  1) 100( B  1)     A  B X       O  B     B ( A  1)   A ( B  1) 

Donde: o: Mezcla.

A: Propanol.

B: Agua

η: Índice de refracción de la mezcla.

d.1) Cálculo de la densidad de la mezcla (ρ0):

 O



W T V T



W A V A

 W B  V

;

W A



;

 AV A

W B



 BV B

B

Luego: - 5%V A

;

V A = 0.15 mL

;

VB= 2.85 mL

 = 0.7988  0.15 = 0.1198  = 0.99738  2.85 = 2.8425 8425 = 0.9874 /  =  = 0.1198+2. 3 ;

- 0%V A

;

V A = 0 mL

W A = 0 g

- 10%V A

;

W A = 0.2396g

- 20%V A

;

W A = 0.4793g

;

VB = 3 mL

; WB = 2.9921

;

921 = 0.9973 /  =  = 2.93

V A = 0.3 mL

;

VB = 2.7 mL ; ρO = 0.9775g/mL

; WB = 2.6929 g

V A = 0.6 mL

;

VB = 2.4 mL

; WB = 2.3937 g

; ρO = 0.9577 g/mL

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- 30%V A

;

V A = 0.9 mL

W A = 0.7189 g

- 40%V A

;

V A = 1.2 mL

;

V A = 1.5 mL

;

V A = 1.8 mL

;

VB = 1.8 mL ; ρO = 0.9179 g/mL

;

VB = 1.5 mL

;

;

V A = 2.4 mL

; ρO = 0.8782g/ml

;

VB = 0.6 mL ; ρO = 0.8385g/mL

; WB = 0.5984 g

;

V A = 3 mL

W A = 2.3964 g

; ρO = 0.8980 g/mL

VB = 1.2 mL

; WB = 1.1969g

W A = 1.9171g

- 100%V A

; ρO = 0.9378g/ml

; WB = 1.4961 g

W A = 1.4378 g

- 80%V A

VB = 2.1 mL

; WB = 1.7953 g

W A = 1.198 g

- 60%V A

;

; WB = 2.0945g

W A = 0.9586 g

- 50%V A

Refractometría

;

; WB = 0 g

VB = 0 mL ; ρO = 0.7988 g/mL

d.2) Cálculo de PA: Para todas las mezclas:

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;

ηB = 1.3328 ρB = 0.9974 g/mL

19

UNMSM-FQIQ


Refractometría

Ejm: 5%V A

;

ηO= 1.3360

;

 = 0.9874 /

3601  1001.33281][ 0.79880.9974  = [1001.0.93874 0.9974 0.99741.389010.79881.33281]

 = 4.15

Calculo del error: %W A(teórico) = 4.04%

P A(experimental) = 4.15%

% = |4.154.04 4.15 |100 = 2.65% 

A 10%

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;

ηB = 1.3328,

η = 1.3382  = 0.9775 /

ρB = 0.9974 g/mL;

3821  1001.33291][ 0.79880.9974  = [1001.0.93775 0.9974 0.99741.389010.79881.33291]



A 20%

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;

 = 8.378 17|100 = 2.48% % = |8.3788. 8.378 η = 1.3431 η  = 0.9577 / ρ  = 15.98 86|100 = 5.51% % = |15.915.816. 98 B

= 1.3328,

B =

0.9974 g/mL;

20

UNMSM-FQIQ




A 30%

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;



A 40%

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;



ηB = 1.3328,

η = 1.3581  = 0.9378/

ρB = 0.9974 g/mL;

 = 31.38 55|100 = 18.57% % = |31.331.825. 38 η = 1.3605 η  = 0.9179/ ρ  = 38.49 81|100 = 9.56% % = |38.438.934. 49 B

= 1.3328,

B =

0.9974 g/mL;

A 50%

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;



Refractometría

η = 1.3681  = 0.8980/ ρ  = 49.70 47|100 = 10.52% % = |49.749.044. 70 ηB = 1.3328, B =

0.9974 g/mL;

A 60%

η A = 1.3890

;

ρ A= 0.7988 g/mL ;

ηB = 1.3328,

η = 1.3718  = 0.8782/  = 58.48

ρB = 0.9974 g/mL;

21

UNMSM-FQIQ


Refractometría

57|100 = 6.68% % = |58.458.854. 48 

A 80%

η A = 1.3890

;

ηB = 1.3328,

ρ A= 0.7988 g/mL ;



ρB = 0.9974 g/mL;

 = 78.10 21|100 = 2.42% % = |78.178.076. 10 η = 1.3893 η  = 0.7988 / ρ  = 100.0 % = |100.0100 100.2 |100 = 0%

A 100%

η A = 1.3890

η = 1.3802  = 0.8385/

;

B

ρ A= 0.7988 g/mL ;

= 1.3328,

B =

0.9974 g/ mL ;

e) Determine las refracciones Molares Experimentales de las mezclas usando la ecuación (6):   O 2  1   X A M A  (1  X A ) M B     Re xp   2    2  x  O   O   Donde: X A: Fracción molar del componente más volátil. (N-propanol) M A = 60.10 g/mol MB = 18.00 g/mol Unidades: Rexp = (cm3/mol)

22

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Refractometría

Luego: 

10%V A

;

ηO= 1.3382 ;

ρO= 0.9775 g/mL

; X A = 0.026

  1 0.02660.10+10.02618.01  1. 3 382   = 1.3382 + 2  = 4.075  0.9775 

20%V A

;

ηO= 1.3431 ;

ρO= 0.9577g/mL

; X A = 0.057

   = 4.5073  

30%V A

;

ηO= 1.3581 ;

ρO= 0.9378g/mL

; X A = 0.093

   = 5.1351  

40%V A

;

ηO= 1.3605 ;

ρO= 0.9180g/mL

; X A = 0.138

   = 5.733  

50%V A

;



60%V A

;



80%V A

;



100%V A

ηO= 1.3681 ;

   = 6.5620  η = 1.3718 ; ρ    = 7.5440  η = 1.3802 ; ρ    = 10.6777  η = 1.3893 ; ρ    = 17.8066  O

O=

O=

O

;

ρO= 0.8981g/mL

O

; X A = 0.194

0.8782g/mL

; X A = 0.265

0.8385 g/mL

; X A = 0.490

O=

0.7988g/mL

; X A = 1

23

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Refractometría

f) Utilizando la ecuación (7), calcule las refracciones molares teóricos de las mezclas:

  A 2  1  M A    B 2  1  M B       Radd  X A    2  2     (1  X A )  2  2     A  A   B  B  Donde:  24(n-propanol) = 0.7988 g/ml

 24(agua)= 0.9974 g/ml

M A = 60.10 g/molMB = 18.01 g/mol

η A = 1.3893

ηB = 1.3328

X A: Fracción molar del Propanol. Unidades: Radd = (cm3/mol) Luego: 

10%V A

;

X A = 0.026

  1 60.10   1 18.00 1. 3 893 1. 3 328  = 0.0261.3893 + 2 0.7988 + 10.0261.3328 + 2(0.9974)  = 4.0771 Cálculo del error:



20%V A

 = 4.0935 = 4.0771 0935|100 = 0.4% % = |4.07714.04. 771 ; X A = 0.057

  1 60.10   1 18.00 1. 3 893 1. 3 328  = 0.0571.3893 + 2 0.7988 + 10.0571.3328 + 2(0.9974)  = 4.5136 24

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Refractometría

   = 4.5597   = 4.5136 5597|100 = 1.02% % = |4.51364. 4.5136 

30%V A

; X A = 0.093

 = 5.0211  = 5.1098  1098|100 = 1.76% % = |5.02115. 5.0211 ;



40%V A

; X A = 0.138

 = 5.6555  = 5.7113  7113|100 = 0.98% % = |5.65555. 5.6555 ,



50%V A

; X A = 0.194

   = 6.4449 ; = 6.4976  4976|100 = 0.82% % = |6.44496. 6.4449 

60%V A

; X A = 0.265

   = 7.4457;  = 7.5403  5403|100 = 1.27% % = |7.44577. 7.4457 25

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

80%V A

Refractometría

; X A = 0.490

 = 10.6174    = 10.6174 ; = 10.6563  6563|100 = 0.37% % = |10.617410. 10.6174 

100%V A

; X A = 1

 = 17.8066  = 17.5707 ;

5707|100 = 1.32% % = |17.806617. 17.8066 g) Medición Del Índice De Refracción De La Sacarosa 

Calculo del porcentaje en peso teórico de la sacarosa

% =   100 W(agua) = ρ.V = (0.9974 g/mL)x(10mL) = 9.974 g Wtotal = Wsacarosa + Wagua = 0.1005 + 9.9925 = 10.0930 g

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Refractometría

1) La muestra de sacarosa al 1%:

%  = 0.10.10005 930 100% = 0.9957% %Wexperimental = 1%

% = |0.99571 0.9957 |100 = 0.43% -Medida del índice de refracción experimental: n (experimental) = 1.3331 n (teórico) = 1.3362

Cálculo de error:

3362|100 = 0.23% % = |1.33311. 1.3331 2) La muestra de la sacarosa al 4%: W sacarosa=0.4003 Wagua=9.7057 Wtotal= Wsacarosa + W agua=10.157

%  = 010..4003 106 100% = 3.96%

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Refractometría

%Wexperimental = 4%

% = |3.964 3.96 |100 = 0.99% Medida del índice de refracción experimental: n (experimental) = 1.3388 n (teórico) = 1.3451

Cálculo de error:

3451|100 = 0.47% % = |1.33881. 1.3388

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Refractometría

VII-TABLA DE RESULTADOS TABLA N° 8 Porcentajes en peso y % de error de la sacarosa y el agua % Volumen de % W la sacarosa experimental

W(g)sacarosa

W(g)agua

% Error

1%

0.23%

0.1005

9.9925

0.43%

4%

3.96%

0.4003

9.7057

3.96%

TABLA N°7: Porcentajes de error de los porcentajes en peso teórico y experimental de n-Propanol. % Volumen

%Peso teórico

Error(%E)

n-Propanol

% Peso experimental npropanol

N-PROPANOL

0%

0%

0%

0%

5%

4.04%

4.18%

2.65%

10%

8.17%

9.32%

2.48%

20%

16.86%

20.08%

5.51%

30%

25.55%

31.47%

18.57%

40%

34.81%

39.20%

9.56%

50%

44.47%

49.07%

10.52%

60%

54.57%

61.26%

6.68%

80%

76.21%

81.35%

2.42%

100%

100%

100%

0%

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Refractometría

TABLA N° 8: Porcentajes de error en las refracciones molares teóricos y experimentales de las mezclas % Volumen n-propanol

Refracciones molares experimentales

Refracciones molares teóricos

% Error

10%

4.0935

4.0771

0.4%

20%

4.5597

4.5136

1.02%

30%-

5.1098

5.0211

1.76%

40%

5.7113

5.6555

0.98%

50%

6.4976

6.4449

0.82%

60%

7.5403

7.4457

1.27%

80%

10.6563

10.6174

0.37%

100%

17.5707

17.8066

1.32%

TABLA N° 9: Porcentajes de error en las refracciones molares de la sacarosa y agua % Volumen de sacarosa

Refracciones molares experimentales

Refracciones molares teóricos

% Error

1%

1.3331

1.3362

0.23%

4%

13338

1.3451

0.47%

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Refractometría

VIII-GRÁFICOS

nD vs XA 1.4 1.39 1.38 1.37 1.36 1.35

1.34

Nd

1.33 1.32 1.31 1.3 1.29

0

0.012

0.026

0.057

0.093

0.138

0.194

0.265

0.49

1

Nd 1.3328 1.3364 1.3382 1.3431 1.3581 1.3605 1.3681 1.3718 1.3802 1.3893

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Refractometría

IX- DISCUSIÓN DE RESULTADOS Con los datos del índice de refracción obtenidos en el refractómetro se calculó el porcentaje de peso experimental de las mezclas notándose que la variación no variaba mucho comparado con el teórico, esto es debido a que se trabajó con pipetas en la que se podía medir volúmenes muy pequeños. También se calculó refracción molar de cada mezcla comparándolos con el teórico para la solución de n-propanol el porcentaje de error varía en el intervalo de 0.4% – 1.32%. Este error se debe a que los compuestos son muy volátiles a temperatura ambiente. Para la solución de sacarosa de 1% en peso aproximado se obtuvo un error de 0.23% y para 4% en peso se obtuvo un error de 0.47%. Estos porcentajes de errores nos indican que en la práctica tuvimos errores como en la medición exacta del índice de refracción. En la práctica para la medición del índice de refracción de mezclas entre npropanol y el agua, obtuvimos que los valores están entre los datos obtenidos de las sustancias puras. El índice de refracción para el n-propanol es mayor que el agua, esto porque la densidad del segundo es mayor, siendo el primero más volátil y ofrece menos resistencia frente al rayo de luz incidente.

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Refractometría

X-CONCLUSIONES

La densidad de la mezcla disminuye, conforme se aumenta el % en volumen del compuesto más volátil (n-propanol).

El índice de refracción aumenta numéricamente en relación directa al aumento de concentración del componente más volátil.

El refractómetro de Abbe es muy preciso para determinar la refracción molar, ya que al compararlo con sus valores teóricos (%error muy pequeños).

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Refractometría

XI-CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son lo s tipo s de refractómetros? . Describa en form a breve el refractómetro AB BE (partes esenciales, escalas, tipo de luz, etc)

Los índices de refracción pueden ser medidos por dos tipos de instrumentos: los refractómetros y los interferómetros. 







Refractómetros: se basan en la refracción del ángulo critico en la determinación del desplazamiento de una imagen. Existen dos tipos de refractómetros que son: el de Abbé y el de Inmersión. Refractómetro de Abbé: el instrumento lee directamente, el índice de refracción es durable, requiere solo una gota de la muestra y da una buena aproximación del valor de la diferencia de índice de refracción entre la línea azul y la roja del hidrógeno que constituye una medida de la dispersión. Refractómetro de Inmersión: da una precisión mayor en sus lecturas que cualquier otro tipo, excepto el r3efractometro de interferencia. Como el índice de refracción cambia con la temperatura, debe escogerse una temperatura patrón. Mide concentraciones con más precisión y facilidad, de soluciones acuosas y alcohólicas. Interferómetros: utilizan el fenómeno de la interferencia para obtener índices de refracción diferenciales con precisión muy alta. La medición más exacta se basa en la interferencia de luz.

Figura 1

Figura 2

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Refractometría

La palabra "refractómetro" se popularizó en el último tercio del siglo XIX gracias a los trabajos de varios autores, entre los que destaca el alemán Ernst Abbe (18401905) que colaboró con el fabricante de instrumentos Carl Zeiss. Los refractómetros Abbe estaban especialmente dirigidos a análisis químicos que generalmente comportan el estudio de muestras líquidas, al contrario de lo que ocurre en otras áreas como la mineralogía.

Figura 3

El refractómetro, como pieza fundamental, consta de un prisma recto de flint , según se indica en la figura. Este vidrio posee un elevado poder dispersivo, propiedad que mide la separación angular relativa producida en los colores extremos del espectro. Cuando se sumerge en un líquido, s , cuyo índice de refracción se pretende medir y se hace llegar sobre la superficie hipotenusa, AC , un haz de luz monocromática con una incidencia de 90 º se refracta según ángulo  que coincide con el valor del ángulo límite, L. El rayo se refracta sobre la superficie BC con una incidencia de valor  y una emergencia igual a e. El índice de refracción del flint respecto al aire vale naf = sene/ sen ; el de la sustancia respecto al flint es nsf = sen90º / sen  , y la suma de los ángulos interiores es  +  =  , siendo este último el ángulo diedro agudo del prisma recto . Los valores de naf y  son conocidos y fijos, al tanto que los de nsf ,sene,  y  están relacionados por las expresiones anteriores. Todos los rayos que penetran desde la sustancia con una incidencia menor de 90º salen desviados a la izquierda del rayo emergente, el cual determina, por tanto, el límite de separación de dos zonas, clara y oscura respectivamente, observables en el campo de un ocular cuyo eje coincida con la línea de separación . El anteojo que contiene el referido ocular se desplaza sobre un limbo en el que se ha construido una escala que suministra directamente el valor de nas, o índice de refracción de la sustancia respecto al aire, a expensas de la relación existente entre los índices de refracción de los tres medios implicados nas = naf / nsf 35

Refractometria Inf.7 Final (1)

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