Universidad De Cuenca Indice De Refracción.docx

UNIVERSIDAD DE CUENCA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA PRACTICA N°6 QUÍMICA ORGÁNICA 1 DETERMINACIÓN DEL índice de refracción Pablo Callay Guaraca Universidad de Cuenca, Facultad de Ciencias Químicas, Carrera de Ingeniería Química. Cuenca-Ecuador. Fecha de recepción: 26 de junio del 2017. RESUMEN. Se denomina índice de refracción al cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio cuyo índice se calculó. El desarrollo de la práctica fue enfocado en primer lugar, a tener claro el objetivo el cual se va a partir para el correcto desenvolvimiento de la experimentación es el conocer el procedimiento para determinar el índice de refracción de compuestos orgánicos, para ello se tendrá en cuenta el debido procedimiento que es el de preparar varias disoluciones con un volumen contante y una concentración determinada y a partir de los mismos, observarlos a través del refractómetro de Abbe, al final de dicho procedimiento se va a comparar con los índices de refracción que se puede obtener en los diferentes grupos y la teoría ya establecida, además de ello de manera teórica se tendrá un conocimiento amplio sobre todas las cátedras de dichos temas. Y además de todo ello se llegará a comparar de manera gráfica todos los resultados obtenidos y poder sacar una conclusión general.

1.- INTRODUCCIÓN. El índice de refracción (n) está definido como el cociente de la velocidad (c) de un fenómeno ondulatorio como luz o sonido en el de un medio de referencia respecto a la velocidad de fase (vp) en dicho medio: 𝑐 𝑛= 𝑣𝑝 Generalmente se utiliza la velocidad de la luz en el vacío (c) como medio de referencia para cualquier materia, aunque durante la historia se han utilizado otras referencias, como la velocidad de la luz en el aire. En el caso de la luz, es igual a: 𝑛 = √𝜖𝑟 𝜇 r

Donde εr es la permitividad relativa del material, y μr es su permeabilidad electromagnética relativa. Para la mayoría de los materiales, μr es muy cercano a 1 en frecuencias ópticas, es decir, luz visible, por lo tanto, n es aproximadamente √𝜀𝑟 . La investigación reciente también ha demostrado la existencia de índice de refracción negativo, lo que puede ocurrir si las partes reales tanto de permitividad eff como eff pueden tener permeabilidad con valores negativos. No se espera que esto ocurra naturalmente con luz visible con algún material, aunque puede lograrse con metamateriales; materiales creados en laboratorio para dicho propósito. El índice de refracción negativa ofrece la posibilidad de superlentes, dispositivo de invisibilidad y otros fenómenos exóticos.

Por otra parte, el índice de refracción, en algunos materiales, depende de la frecuencia del rayo incidente. Por esta misma razón, y en ciertos materiales, podemos obtener un índice de refracción negativo no estándar. Por otro lado, como ya se dijo, existen metamateriales que permiten esta propiedad en condiciones estándar o con la luz visible. La propiedad refractiva de un material es la propiedad más importante de cualquier sistema óptico que usa refracción. Es un índice inverso que indica el grosor de los lentes según un poder dado, y el poder dispersivo de los prismas. También es usado en la química para determinar la pureza de los reactivos químicos y para la renderización de materiales refractantes en los gráficos 3D por computadora. 1.1 .OBJETIVO PRÁCTICA:

DE

LA

Conocer el procedimiento para determinar el índice de refracción de compuestos orgánicos. 1.2.- LOGROS DE APRENDIZAJE VINCULADOS Al terminar con éxito eta practica el estudiante será capaz, de utilizar adecuadamente los instrumentos y equipos de laboratorio. 2.- MATERIALES Y MÉTODOS: 2.1.- MATERIALES:    

Vaso de precipitación Balón de aforo Refractómetro de Abbe Cajas de muestras

2.2.- REACTIVOS  

Agua Acetona

 

Etanol Formaldehído

2.3.- MÉTODO (Proceso Experimental): Para realizar la práctica del índice de refracción en primer lugar se debe preparar soluciones de formaldehído al 10%, 30%, 50%, y 100% para luego de ello observar por el refractómetro dicho índice y compararlo a todos y también con valores de otros grupos y otros compuestos también analizados a diferentes temperaturas del refractómetro. Para determinar la escala es necesario ajustar el equipo, para ello el refractómetro cuenta con tres perillas al lado posterior; la primera se utiliza para ajustar la imagen, la segunda para eliminar la coloración y la tercera para subir o bajar la línea de nivel. Como primer paso se limpia el prisma y se coloca una gota de la disolución luego con las perillas mencionadas anteriormente ajustar de tal manera que la línea de nivel se encuentre en la mitad del círculo que se observa la medida señala luego del ajuste es el índice de refracción. 2.4.- REGISTRO FOTOGRÁFICO

además de mala calibración de las perillas de dicho aparto. Aquí también se puede mencionar los respectivos datos obtenidos los cuales en contrate con los valores teóricos hay como poner en consideración que mientras mayor sea el índice más puro es la solución de dicho compuesto. 5. CONCLUSIONES 3. RESULTADOS Al concluir con todas las experimentaciones de las muestras analizadas se puede obtener datos del índice de refracción mostradas en el anexo 1; el cual resumen los valores obtenidos además de hacer un contraste de la temperatura que en ese instante se marcó en el termómetro. Mientras que en el anexo 2., se puede observar el compuesto analizado en particular por este grupo de experimentadores, donde también se toma en cuenta la temperatura y los valores del índice de refracción. Dicha propiedad lo que nos indica es el nivel de pureza que presenta una sustancia, es decir, si tiene o presenta trazas de otro material o si dicho compuesto está en disolución acuosa formando cantidades de pureza a cierto porcentaje o valor. 4. DISCUCIÓN: De acuerdo con los diferentes datos se puede deducir que como solo hay una medida que varía y es la de 10%, por lo tanto, hay errores muy puntuales como una mala limpieza de la lente del refractómetro; o talvez una pequeña variación con respecto a la luz que se propagaba por medio de la ventana, mala visión de los compañeros de laboratorio;

A partir de esta práctica se puede concluir que con el índice de refracción es de gran ayuda al momento de realizar o determinar el grado de pureza de una solución o una muestra determinada, además de ello se puede observar que sigue una tendencia lineal entre las gráficas por lo tanto mientras mayor sea el índice de refracción mayor será la concentración o pureza de dicho compuesto como se puede observar en el anexo 3. Otra conclusión que se puede sacar de esta experiencia es que como se observa en el anexo 4., la gráfica es muy similar entre ambos grupos eso quiere decir que si la luz para un caso no fue lo suficientemente brillante o las manijas del aparato de refractación pero el error que se puede considerar es prácticamente nulo o muy bajo. Pero al fin y al cabo se llegó a cumplir el objetivo planteado que es el determinar el índice de refracción en compuestos orgánicos y de esta manera comparar con la teoría recopilada de fuentes bibliográficas confiables que, si concuerdan con lo realizado experimentalmente. 6. RECOMENDACIONES. En cuanto a el tiempo empleado en la respectiva experimentación fue demasiado largo y, se recomienda hacer buen uso del tiempo caso contrario se

tiene complicaciones con las demás actividades académicas.

7. BIBLIOGRAFÍA: Petrucci, R., Herring., F., Madura, J., Bissonnette, C., (2011), Química General, Principio Y Aplicaciones Modernas, Madrid, España, Pearson Education.

Además, que la luz sea la adecuada para determinar los valores del refractómetro y que las manijas se calibren de manera adecuada y así sea exacto el índice.

8. ANEXOS. ANEXO 1 TABLA DE RESULTADOS INDICE DE REFRACCIÓN Compuestos Etanol Formaldehido Acetona

G. 1 G. 2 G. 3 G. 4 G. 5 G.6

10% 1,338 1,338 1,338 1,3375 1,3385 1,339

Agua

T 20,6 20,5 19.8 20,4 18,7 18,9

30% 1,349 1,350 1,3455 1,346 1,33 9 1,335

T 20,5 20,5 19,9 20,4 19,1 19.1

50%

T

60% 1,3605 1,3605 1,3585

T 20,6 20,6 20,2

1,356

20,4

1,362 1,362 Nd=1,3355 T°=18,7°C

19,2 19,2

ANEXO 2 ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE LA ACETONA GRUPO 5 GRUPO 6 Concentraciones T(°C) Nd T(°C) Nd 18,7 1,3355 18,7 1,3355 Agua destilada 18,7 1,3385 18,9 1,339 10% 19,1 1,339 19,1 1,335 30% 19,2 1,362 19,2 1,362 60% 19,3 1,3635 19,3 1,3635 100% ANEXO 3

96% 1,3635 1,3645

T 20,6 20,6

100%

T

1,3745 1,3755 1,3635 1,3635

20,3 20,4 19,3 19,3

ANEXO 4.