Esquemas

2.4 Práctica de laboratorio 4
1. Título: Refractometría.
2. Objetivo:
* Mediante la determinación del índice de refracción así como la concentración de disoluciones de sacarosa y alcohol a través del estudio de la refracción de la luz, lograr las siguientes habilidades.
- Describir la instalación experimental. Refractómetro de ABBE
- Medir índice de refracción y concentracióncon instrumentos de escalas lineales.
- Procesar los datos de las mediciones aplicando el método de los mínimos cuadrados y el de propagación de errores totales.
- Construir el gráfico n vs C para disoluciones de sacarosa y alcohol.
- Reportar el valor de la concentración desconocida de una disolución de alcohol con sus errores absoluto y relativo.
- Elaborar el informe técnico de lapráctica.
3. Materiales: Refractómetro de Abbe, refractómetro de mano, disoluciones de sacarosa a diferentes concentraciones , disoluciones de alcohol a diferentes concentraciones (10, 15 .... hasta 35 % de alcohol), agua destilada, algodón, gotero.
4. Resumen teórico y descripción de la práctica: la determinación del índice de refracción de las diferentes sustancias es de gran importancia enla industria ya que puede ser empleado en : confirmar la identidad de sustancia , analizar mezclas y procesos de flujo , calcular propiedades de polímeros tales como peso molecular , tamaño y forma; calcular propiedades físicas como reflectividad y dispersión óptica. En las mediciones del índice de refracción la precisión que se logra depende de: la longitud de onda, temperatura, presión en losgases. La radiación incidente es monocromática.
Refracción de la luz: consiste en el cambio de dirección experimentado por el rayo de luz al pasar de un medio a otro.

A
C
B
aire
agua
i
r
N
N
Figura 13 : cambio de dirección del rayo de luz al pasar de un medio a otro
Donde:
AB: rayo incidente
BC: rayo refractado
dióptrico: Es la superficie de separación entre los dos medios.
i:ángulo de incidencia, formado entre el rayo incidente y la normal al dióptrico.
r: ángulo de refracción: formado entre el rayo refractado y la normal.

Leyes de la refracción simple:
1- El rayo incidente y el refractado se encuentran en un mismo plano normal a la superficie de separación de los dos medios y de un lado y otro de la normal.
2- Si el rayo es de un color determinado y los dosmedios son siempre los mismos la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante llamado índice de refracción del segundo medio respecto al primero esto se cumple cualquiera sea el valor del ángulo de incidencia ( esta es la ley de Snell ).
n2
n1
r
N1
i
N
Figura 14 : cambio de dirección del rayo de luz de un medio con índice de refracciónn1 a otro medio con índice n2

N

r
i
N
N1
vacío
agua
Figura 15. Rayo de luz que va del vacío al agua
Índice de refracción absoluto:

C0 : velocidad de la luz en el vacío
v: velocidad del rayo en el agua

r
i
N
N1
aire
agua
Figura 16. Desviación de un rayo de luz que viaja del aire al agua
N

Indice de refracción relativo:
la luz va del aire al agua

Reflexióntotal interna ( ángulo límite):
Cuando la luz pasa de un medio mas refringente a otro menos refringente existe un ángulo de incidencia al cual corresponde uno de refracción de 900 a este ángulo de incidencia se le denomina ángulo límite relativo a las dos sustancias y se representa por :
Figura17: Fenómeno de la reflexión total interna
r
r'

'

'
B
B'
C'
n1
n2
n1 n2
N
N'
Para i =; r = 900 resulta que si n es el ndice del medio más refringente

entonces como seno de 900 =1 por tanto sen θ=n2/n1
Reflexión total: Es la que experimenta un rayo que incide en un medio más refringente según un ángulo de incidencia mayor al ángulo límite de los dos medios en contacto
Variación del índice de refracción con la temperatura y la concentración de la sustancia
El índice de...