Contratar A Amigos

F UNDAMENTO DE LA TÉCNICA
El fenómeno de la refracción consiste en la desviación de trayectoria que sufre un haz de radiación monocromática al pasar desde el vacio a otro medio material de distinta densidad (figura 1). A nivel molecular este fenómeno se debe a la interacción entre el campo eléctrico de la radiación y los electrones de las moléculas, originándose temporalmente momentos dipolaresinducidos. Se cumple la siguiente relación, conocida como ley de Snell, que define el llamado índice de refracción “n”:

i n = sen r sen

(1)

Vacio
i

Superficie Medio
r

donde “i” y “r” son los ángulos de incidencia y refracción que forma el haz con la normal a la superficie de separación. A su vez, la interacción entre la radiacción y el medio ocasiona una reducción en lavelocidad de la luz mientras ésta camina a través del medio. Este fenómeno está relacionado con el índice de refracción por:

n= c v

(2)

donde “c” y “v” son las velocidades de propagación de la radiación en el vacio y en el medio. Por tanto el índice de refracción quedaría definido por:

Figura 1

sen i n = sen r = c v

(3)

este indice de refracción medido frente al vacio se denominaindice de refracción absoluto de la sustancia en cuestión y como c > v estos índices de refracción siempre son mayores que 1. Las medidas de índice de refracción frente al aire, en lugar de frente al vacio, introducen un error despreciable (0.03%), por lo que la mayoría de los valores tabulados se han realizado frente a aire y las medidas habituales también se suelen hacer frente a aire. El índicede refracción de un medio depende de la temperatura y de la longitud de onda de la radiación, por lo que al referirse a un índice de refracción han de especificarse los valores de estas magnitudes. Por ejemplo, n D significaría que el índice de refracción se ha medido usando la linea D de emisión del sodio (589 nm) a una temperatura de 20 ºC. Se puede definir una magnitud molecular, denominadarefracción molar (RM), del modo siguiente (H.A. Lorentz y L.V. Lorentz, 1880):
20

RM

n2 −1 M = 2 ∗ n +2 ρ

(4)

donde “n” es el índice de refracción, “M” es la masa molecular y ”ñ“ la densidad de la sustancia. Esta propiedad presenta, simultáneamente, carácter constitutivo y aditivo. La aditividad de “RM“ se pone de manifiesto al comparar los valores que toma en una serie de compuestoshomólogos (metanol, etanol, propanol....). Esto es debido a que el valor experimental de la refracción molar de un compuesto puro

Practica de Refractometría
puede descomponerse en suma de las aportaciones de cada átomo ó grupo funcional constituyente (refracciones atómicas o de grupo). Así, por ejemplo, para el metanol, se tendría: RM (CH3OH) = 1 R(C) + 4 R(H)+ 1 R(O) donde R(C), R(H), R(O)serían las refracciones atómicas. Expresiones análogas pueden obtenerse para cualquier otra sustancia pura, por ejemplo para el etanol: RM (HOCH2CH2OH) = 2 R(C)+ 6 R(H) + 2 R(O) A partir de estas expresiones, y las correspondientes medidas experimentales de R para series de M compuestos homólogos, ha sido posible calcular los valores de R(C), R(H), R(O), ...etc y tabularlos. Algunos de estosvalores se muestran en la siguiente tabla:

Atomo H O (hidroxilo) O (carbonilo) C

Refracción atómica(R) (cm3 / mol) 1.100 1.525 2.211 2.418

Estos datos se pueden utilizar para calcular la RM teórica de cualquier compuesto. En cuanto a las mezclas , se ha observado que, para una mezcla de los compuestos 1 y 2, de composición x1 y x2 en fracción molar y masas moleculares M1 y M2, la refracciónmolar de la mezcla, RM (1 , 2 ) , se calcula según la siguiente expresión:

RM (1 , 2 ) =

n(2 , 2 ) − 1 1 n
2 (1, 2 )

+2

∗

x1 M 1 + x 2 M 2 ρ(1, 2 )

(5)

donde los subíndices (1,2) se refieren a la mezcla y los subíndices 1 y 2 a los componentes. Por otra parte, se ha observado que el valor de la refracción molar de una mezcla presenta tambien carácter aditivo respecto de los...