Informe de Laboratorio Rotación óptica e índice de refracción

Trabajo Practico Nº 2
Determinación de propiedades físicas de compuestos orgánicos
Índice de rotación y Rotación Óptica

Objetivo

Este trabajo practico se realiza a los fines de determinar el índice de refracción de un compuesto orgánico, tanto puro como de síntesis, así también su rotación óptica. Estas, son propiedades físicas de cada compuesto al igual que el punto de fusión y ladensidad, pudiéndolas utilizar como criterio de pureza y de identidad.
Este practico nos permitirá familiarizarnos con los distintos instrumentos de medición y la técnica utilizada en los mismos.

Introducción

Ciertas propiedades físicas usualmente se utilizan en la identificación de las sustancias químicas. Esto se debe a los valores característicos que presenta cada sustancia endeterminadas condiciones de presión y temperatura. Si bien existen algunos compuestos que pueden presentar semejanzas en alguna constante física; si se determinan en conjunto, es improbable encontrar sustancias con mas de una propiedad física similar. El índice de refracción es una propiedad física y se define como la medida de la interacción entre el medio y la radiación, que se calcula como el cocienteentre la velocidad de la luz y el vacío y la velocidad de la radiación en el medio.

La refracción es el cambio de la dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incidente oblicuamente sobra la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índice de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad queexperimenta la onda. Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie.
Matematicamete se dice que la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio yla velocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del índice de refracción del primer medio por el seno del ángulo de incidencia que es igual al producto del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción.

El índice de refracción del vacío es igual a 1, por lo tanto la ecuación nos queda de la siguiente manera:

sin embargo, esmas común medir el índice de refracción con respecto al aire, el cual posee un n=1,00029 pero para efectos prácticos se considera como 1, ya que la velocidad de la luz en este medio es muy cercana a la del vacío, entonces:

El refractometro de Abbe, es un sistema óptico que nos permite medir de un modo sencillo y directo, sin necesidad de ningún tipo de calculo, el índice de refracción de un unfluido. En el se hace incidir un haz de luz luminoso desde un medio de n desconocido hacia un prisma de n' conocido. Entonces:

Se observan dos porciones bien diferenciadas: un cono de luz y una zona de sombra. Esta delimitación clara entre la luz y la sombra permite aplicar la siguiente formula:

El refractometro de Abbe, consta de una fuente luminosa, un par de prismas móviles por bisagrasy un termostatizador, entre los cuales se sitúa la muestra, dos prismas móviles tipo Amici, los cuales compensan las diferencias en el grado de refracción de la luz a las distintas longitudes de onda, un visor para observar el campo en el que se produce la refracción y una escala para leer el índice de refracción. El prisma inferior posee un cara esmerilada de modo que esta superficie se convierteen una fuente infinita de rayos que atraviesan la muestra en todas
direcciones. El prisma superior es el de refracción.

Otra propiedad física importante es la rotación óptica. Cuando la luz polarizada pasa a través de una disolución que tiene un compuesto quiral (disimetría de la molécula) este hace que el plano de vibración de la luz gire. La rotación del plano de polarización de la luz...