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Química Analítica

Lic. en Nutrición

REFRACTOMETRÍA

Introducción
¿QUÉ ES LA REFRACCIÓN?

Cuando se pone un lápiz en el agua, la punta del lápiz
aparece inclinada. Luego, si se hace lo mismo pero colocando el
lápiz en una solución de agua azucarada, la punta del mismo
aparecerá más inclinada. Este es el fenómeno de la refracción de la
luz.

Refractometría
Es una técnica analíticaque consiste en la medida del índice de refracción de un
líquido con objeto de investigar su composición si se trata de una disolución o de su pureza si
es un compuesto único. Poco han variado los refractómetros desde el diseño original de Abbé
(1874) y Pulfrich(1887).
Un rayo de luz que pasa oblicuamente desde un medio hacia otro de diferente
densidad, cambia su dirección cuando traspasa lasuperficie. Este cambio en la dirección se
denomina refracción. Cuando el segundo medio es más denso que el primero, el rayo se
aproxima a la perpendicular trazada sobre la superficie divisoria en el punto de incidencia. La
causa fundamental de este cambio en la dirección se debe al cambio en la velocidad de la luz
que se hace más lenta cuanto más denso sea el medio por el que pasa el haz. Laluz amarilla
de la lámpara de sodio disminuye su velocidad desde 3·1010 cm/s en el vacío hasta 2,25·1010
cm/s en el agua.
El ángulo formado entre el rayo en el primer medio y la perpendicular se llama ángulo
de incidencia, i, mientras que el correspondiente ángulo en el segundo medio se denomina
ángulo de refracción, r. El índice de refracción, n, es la razón entre las velocidades de la luzen ambos medios. La ley de Snell representa a este índice como la razón de los senos de los
ángulos de incidencia y refracción
࢔ ൌ ‫࢘ ݊݁ݏ⁄࢏ ݊݁ݏ‬

i
Aire
Líquido
r

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Tema 10

Química Analítica

Lic. en Nutrición

Es práctica normal referir el índice de refracción al vacío que se define arbitrariamente
como índice de refracción unidad. Si se refiere al aire el error cometido es 3partes en 104. Es
una constante adimensional, por lo tanto, cuyo valor para una luz de una determinada
longitud de onda viene determinada por las características del medio líquido o sólido y el aire
como medio de referencia. Si se va a comparar los índices de líquidos o disoluciones se debe
indicar el medio de referencia así como otras variables que afectan a la velocidad de la luz en
lamuestra a medir. El símbolo nD20, por ejemplo, se refiere a la medida a 20 °C del índice
para las líneas D del sodio. La mayoría de los índices de refracción recogidos en la
bibliografía se refieren a estas condiciones.
Ejemplos:
MUESTRA

n

Agua

1,33

Vidrio “crown”

1,50

CS2

1,63

Diamante

2,42

Rutilo (TiO2

2,60-2,90

Refractómetros
Los refractómetros soninstrumentos de medición, en los que éste fenómeno de la
refracción de la luz se pone en práctica. Ellos se basan en el principio por el cual, cuando
aumenta la densidad de una sustancia (por ejemplo: cuando se disuelve el azúcar en el agua),
el índice de refracción aumenta proporcionalmente con la concentración de la sustancia.
Los refractómetros fueron inventados por Ernst Abbe, a principios delsiglo XX.
Existen dos tipos de refractómetros en función de la detección del índice de refracción;
sistemas transparentes y sistemas de reflexión. Los refractómetros portátiles y los
refractómetros Abbe usan los sistemas transparentes, mientras que los refractómetros digitales
usan los sistemas de reflexión. Los aparatos más importantes se basan en dos principios:
refractómetros de ángulo límiteo crítico y los refractómetros de desplazamiento de imagen.

Refractómetros de ángulo límite
En estos aparatos se observa el campo del ocular dividido en una zona obscura y otra clara. La
separación entre ambas corresponde al rayo límite. El rayo límite se puede visualizar en el
esquema siguiente. La luz pasa a través de una capa delgada de muestra (0,1 mm) y entra en
el prisma de...