Análisis cualitativo por refractometria

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Instituto Tecnológico de Colima
Ing. Bioquímica
Análisis instrumental
Daniela Jiménez
Practica #3
Análisis cualitativo por refractometria 
Jazmín Núñez Barriga 6to semestre
 
03 de marzo 2016
 Villa de Álvarez Colima
Objetivo
Utilizar la refracción para el desarrollo de un método analítico que permita la cuantificación de diversas sustancias químicas en productos de uso comercias.
Descubrir factores que afecten el índice de refracción 
Determinar la concentración de un analito en una muestra problema por medio de refractometria.
Introducción
Existen instrumentos mediante los cuales es posible medir de manera sencilla y efectiva el índice de refracción (ecuación 1) de las fases líquidas. 
Por medio de este método pueden ser identificados y caracterizados aceites y grasas, en el control de la pureza de los alimentos, en la medición de jugos azucarados, determinación aproximada en el contenido de alcohol en licores, entre otros
Por eso, a través de los últimos años se han desarrollado numerosos procedimientos analíticos basados en la medida de dicho índice. La refracción es el cambio de dirección que sufre un rayo de luz al pasar oblicuamente de un medio a otro de distinta densidad. El índice de refracción está directamente relacionado con el número, la carga y la masa de las partículas vibrantes de la sustancia a través de la cual se trasmite la radiación.
 Así, se ha comprobado que para grupo de compuestos estructuralmente parecidos, el índice de refracción varía con la densidad y el peso molecular de la muestra. Por eso, esta técnica se utiliza para la caracterización e identificación de especies líquidas.
 Las variables más importantes en la medición del índice de refracción son la longitud de onda de la radiación incidente y la temperatura, por eso ambas variables deben especificarse a la hora de reportar los resultados. Los valores comúnmente medidos de n suelen ser mayores que 1, debido a que la luz está pasando del aire a un medio más denso (sustancia de análisis).
La razón por la cual se genera el cambio de dirección cuando un haz de luz pasa a un medio más denso se debe a la interacción de la radiación electromagnética y las nubes de electrones de la muestra presentes y del tipo de enlace. Por eso, no es sorprendente que exista una relación grande entre los índices de refracción, las constantes dieléctricas y la densidad.
Materiales:
Gradilla alcohol
13 tubos de ensayo con tapa 3 muestras de licores 
Pipetas de 1ml 5ml y 10ml
2 vasos de precipitado de 250
Refractómetro de abbe 
USO DEL REFRACTOMETRO
Conectar el aparato a la corriente eléctrica así como el agua de enfriamiento para mantener la temperatura lo más bajo posible (20°C, temp. de referencia para Refractometría) 
Abrir el prisma, limpiar ambas caras del prisma con un pedazo de algodón humedecido con alcohol (o con papel limpia lentes, nunca tallar, y mucho menos emplear cualquier otro tipo de papel ya que dañaría los prismas del instrumento, afectando gravemente su funcionamiento) 
 Calibrar el equipo, colocar unas gotas de agua destilada entre los dos prismas, asegurándose de no tocar el prisma, por lo que deben dejarse caer desde arriba ya sea con una pipeta o un gotero, pero con la certeza de que están perfectamente limpias. 
Cerrar el prisma, asegurándose de fijar el seguro para evitar salidas de la radiación.
 Ajustar la lectura a un índice de refracción de 1.333 con agua (0% °Brix). En el centro del ocular la zona clara-obscura. 
 Limpiar el prisma y enseguida colocar la muestra de la misma forma como se hizo con el blanco, ajustar con la perilla inferior hasta que la interface entre la zona clara y obscura se encuentra en el centro del círculo. En ese momento se observa cual es el Índice de refracción en la escala correspondiente. 
Después de terminar las lecturas, se limpia perfectamente el refractómetro empleado, asegurándose de que no quede ningún resto de las sustancias empleadas; se apaga, se cubre y se registran todos los integrantes del equipo en la bitácora de equipo correspondiente. 
PROCEDIMIENTO 
A partir de etanol puro y agua destilada se preparan una serie de soluciones con las concentraciones siguientes: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 80 y 100% en volumen. Se preparan 10 ml de cada tipo y se colocan en tubos de ensaye con tapón manteniéndolos bien cerrados. 
Determinar el índice de refracción de cada solución tipo y de 3 – 5 muestras problema de preferencia licores sin color intenso: tequila, vodka, ginebra etc. (Nota: para que el método tenga mayor exactitud y pueda ser aplicable a todos los licores debe realizarse una destilación de la muestra). 
Las soluciones así como las muestras deben prepararse y mantenerse tapadas durante todo el experimento porque el alcohol es muy volátil y se evapora modificando la concentración de las soluciones preparadas. 
Se repite el procedimiento anterior y se prepara una solución al 50% (p/v) azúcar en agua y se hacen diluciones: 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40 y 50% de 10 ml cada una. Se preparan muestras de diversas frutas como manzana, uva, fresa, pera, étc. Se exprime para extraer el jugo (5 ml aprox.) y se hace pasar por un algodón o papel filtro a través de un embudo de vidrio para eliminar los sólidos suspendidos o de bebidas comerciales como jugos, bebidas de sabores, refrescos, étc. 
Cuando ya se tiene todas las diluciones y muestras preparadas se determinan los índices de refracción de las soluciones preparadas iniciando con la calibración en el blanco de agua (Índice de refracción: 1.333, o 0% de solidos solubles, °Brix; y continuando la lectura de la más diluida a la más concentrada. Cuando se ha terminado la lectura de las soluciones de calibración se continúa con las mezclas perfectamente filtradas, asegurándose de que no existan solidos insolubles que afecten el resultado.
Resultados:
	% v/v pureza 
	Índice de refracción
	%grados brix
	0
	1.333
	0
	10
	1.337
	2.6
	20
	1.342
	6.1
	30
	1.346
	8.6
	40
	1.351
	12.4
	50
	1.355
	14.8
	60
	1.359
	17.4
	70
	1.362
	18.5
	80
	1.363
	19.4
	90
	1.364
	19.9
	99.55
	1.364
	20
	muestra
	Índice de refracción
	%grados brix
	Vodka-----------------44%
	1.353
	13
	Whisky----------------40%
	1.356
	12
	Mescal----------------36%
	1.349
	11
	Tequila----------------32%
	1.353
	13.5
	Whisky----------------40%
	1.353
	13.5
	Caribe-----------------4.7%
	1.344
	7.5
Grafica #1
	muestra
	Resultados (m=1.3324)
	vodka
	[(Y2-Y1/m)-X2]=X1=49.998
	 whisky
	[(Y2-Y1/m)-X2]=X1=59.997
	 mezcal
	[(Y2-Y1/m)-X2]=X1=39.998
	 tequila
	[(Y2-Y1/m)-X2]=X1=49.998
	 ron 
	[(Y2-Y1/m)-X2]=X1=49.997
	 caribe
	[(Y2-Y1/m)-X2]=X1=29.998
Grafica#2
Conclusión:
Cuando se va aumentan el volumen de alcohol con el agua el índice de refracción iva aumentan pero mientras más alcohol iva habiendo en la solución pues menos se iva aumentando el índice de refracción al igual que el porciento de los grados brix.
Referencias
caustro, f. (2016). manual de practicas de laboratorio. [online] Available at: http://blog.utp.edu.co/docenciaedwin/files/2014/02/Manual-de-pr%C3%A1cicas-de-Laboratorio-de-An%C3%A1lisis-Instrumental-I.pdf [Accessed 4 Mar. 2016].
laboratorio de fisicoquimica. (2016). [online] Available at: http://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico9.pdf [Accessed 4 Mar. 2016].