Tp Refractometría

FACULTAD DE
FARMACIA Y BIOQUÍMICA
(UBA)





TP. REFRACTOMETRÍA








COMISIÓN 3C











PARTE I. COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL DE LAS LEYES DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN.

OBJETIVO.

- Calcular el índice de refracción de una placa de acrílico.
- Comprobar experimentalmente la Ley de Snell.
- Observar los fenómenos de reversibilidad del camino óptico y lareflexión total interna de un rayo luminoso.

MATERIALES.

semicilindro de acrílico (largo: 10,0 cm ; diâmetro: 5,0 cm ; altura: 0,5 cm)
• puntero láser
• hojas milimetradas
• lápices de distintos colores

PARTE II. REFRACTOMETRÍA.

OBJETIVO.
-Controlar la calibración de la escala del refractómetro de Abbe
- Determinar la relación entre el índice de refracción y la concentración desoluciones de
propilénglicol e isopropanol.
- Determinar la concentración de soluciones incógnitas de propilénglicol e isopropanol

MATERIALES.

• Refractómetro de Abbe
• Sistema de iluminación
• Propilénglicol e isopropanol puros y soluciones acuosas de los mismos en las siguientes concentraciones: 20%, 40%, 60%, 80% (V/V).
• Agua destilada.
• Soluciones acuosas de propilénglicol eisopropanol de concentración desconocida.


FUNDAMENTOS


El índice de refracción se puede utilizar como criterio de identificación y/o pureza de una sustancia.
Para determinar el índice de refracción se utiliza el refractómetro de Abbe, éste permite la formación del ángulo límite (o ángulo crítico) luego de que la luz incidente atraviesa
la sustancia X e incide en el prisma rectangular.figura 1

Si el rayo S incide en I, paralelo a la cara BC del prisma y rasante a la superficie de separación entre ambos medios (sustancia X – prisma), se refractará en el medio más refringente (prisma) con un ángulo de refracción llamado ángulo límite (L). Luego continuará su trayectoria dentro del prisma y al llegar ala cara AB se refractará nuevamente y abandonará el prisma formando un ánguloα con la normal a dicha cara (S’).

figura 2

Cuando incide un rayo P en el punto I, con un ángulo de incidencia menor de 90° (Fig.2), forma dentro del prisma un ángulo de refracción L´ menor que el límite (L). De este modo el rayo alcanza la cara AB en I´´, un punto situado a la izquierda de I´. Esto es válido para cualquier otro rayo que incida en la cara BC con un ángulo menor de 90°. Por lotanto el rayo S define la situación extrema de refracción en el prisma. El rayo emergente de la cara AB del prisma señala el límite de separación entre las regiones de luz y sombra (Fig. 2). Si un observador se encuentra situado en el punto D del esquema, visualizará a través del anteojo del refractómetro dichas zonas de luz y sombra (Fig.3).

figura3

En el refractómetro se mide entonces elvalor del ángulo (ver Fig. 2). Luego, conociendo el índice de refracción del prisma (N) y su ángulo de refringencia () se puede determinar el valor del ángulo límite (L) y finalmente utilizando la ecuación de Snell, calcular el nX de la sustancia en estudio. Suponiendo que el rayo S abandona el prisma saliendo a la derecha de la normal a la cara AB, queda formado un triángulo ITI’ (Fig. 4), dondeel ángulo L es externo a dicho triángulo y su relación con los ángulos internos establece que:

figura 4



Si incide un rayo rasante a la hipotenusa del prisma, aplicando ley de Snell, tendremos: nX . sen 90º = N . sen L o sea nX = N . sen L (Ec.2) donde nX es el índice de refracción de la sustancia colocada en el refractómetro y N es el índice de refracción del prisma. Luego, nuevamenteaplicando Snell para la segunda refracción (cara AB del prisma): N . senβ = naire . senα (Ec. 3) Entonces, midiendo α y con los datos de naire y N, se puede calcular el ángulo β
senβ = (naire . senα ) / N luego con inv sen se calcula Y como L =β +ώ (recordar ώ que es el dato del ángulo de refringencia del prisma) Se calcula L, y con la Ecuación (2) se obtiene el nX Al medir con un refractómetro...