Este documento describe el método de refractometría y sus aplicaciones. En 1-2 oraciones, refractometría mide el índice de refracción de un material, el cual depende de factores como la concentración y puede usarse para identificar sustancias y medir purezas. El documento luego explica varios tipos de refractómetros y sus usos en industrias como alimentos, química y más.

1. DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE INGENIERIA
QUIMICA
ANALISIS INSTRUMENTAL
REFRACTOMETRIA
Integrantes:
•MAURICIO PROAÑO
•BYRON RODRIGUEZ
•CARLOS RIVADENEIRA

2. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
Cuando la luz llega a la superficie de separación de dos
medios dieléctricos, en parte se refleja y en parte se re-
fracta. A continuación analizaremos estos dos fenómenos.

3. REFLEXIÓN DE LA LUZ
La reflexión se produce cuando la luz llega a la
de separación y ‘rebota’ en ella, volviendo al primer
superficie
La velocidad de propagación no cambia.
medio.
Si la superficie está sufi-
cientemente bien pulida
(por ejemplo, un espejo)
se produce una REFLE-
XIÓN ESPECULAR.
* ÁNGULO DE INCIDENCIA= ÁNGULO DE REFLEXIÓN
* LOS DOS RAYOS ESTÁN EN EL MISMO PLANO

4. REFLEXIÓN DE LA LUZ
La reflexión se produce cuando la luz llega a
desuperficie y ‘rebota’ en ella, volviendo al
la separación propagación no cambia.
La velocidad de
primer medio.
Si la superfície es rugosa,
se produce una REFLE-
XIÓN DIFUSA: los rayos
salen reflejados en todas
direcciones. La ley de la
reflexión sigue siendo vá-
lida, pero hay distintos
ángulos de incidencia.

5. Refractometría
Método instrumental basado en el fenómeno de la refracción.
El fenómeno de la refracción se define como el cambio de
velocidad que experimenta la radiación electromagnética al
pasar de un medio transparente a otro.

6. REFRACTOMETRÍA
• Cuando un haz de luz que se propaga por un
medio ingresa a otro distinto, una parte del
haz se refleja mientras que la otra sufre una
refracción, que consiste en el cambio de
dirección del haz.
Rayo
incidente

7. REFRACTOMETRÍA
• Cada medio, cada material posee un índice de
refracción característico (n) que mide la relación
entre la velocidad de la luz en el vacío y la
velocidad de la luz en la sustancia.
• Se calcula mediante la siguiente fórmula:
c0 n : índice de refracción del medio en cuestión
n = ------ co : velocidad de la luz en el vacío (3x10 8 m/s)
v v : velocidad de la luz en el medio en cuestión

8. REFRACTOMETRÍA
• Dado que la velocidad de la luz en cualquier medio
es siempre menor que en el vacío, el índice de
refracción será un número siempre mayor que 1. En
el vacío: n=1 , en otro medio: n>1
Temperatura
Presión
• Este índice de refracciónLongitud de onda (l)
depende de (DISPERSIÓN)
Concentración especies ( si
se trata de una mezcla)

9. REFRACTOMETRÍA
 Se puede relacionar el índice de refracción de dos medios con el ángulo de
incidencia en los mismos mediante la ley de Snell o ley de la refracción:
n1 . sen q1  n2 . sen q2
q1: ángulo entre el haz incidente y la normal (perpendicular) a la superficie
q2: ángulo entre el haz refractado y la normal a la superficie
El ángulo de incidencia q1 es igual al ángulo de reflexión q1'

10. REFRACTOMETRÍA
• Refracción Especifica: es la relación entre el índice
de refracción y la densidad. También se conoce
como la ecuación de Lorentz y Lorentz:
η2 – 1 1
rD =----------
η2 + 2 ρ
• La refracción especifica es muy útil como medio
para la identificación de una sustancia y como un
criterio de su pureza.

11. REFRACTOMETRÍA
• Utilidad refractometría:
– Confirmar la identidad de un compuesto
– Medir su pureza (conjuntamente con otras propiedades
físicas)
– Utilizarse como base para medir la concentración de una
n
mezcla binaria
[ ] Componentes

12. Tipos de Refractómetros
El refractómetro
es un aparato
que nos permite
medir de un
Refractómetros
modo sencillo y
directo, sin
necesidad de
ningún tipo de
cálculo, el índice Para medición del
índice de
de refracción de refracción
un fluido.
Analizar el Es posible
Identificar una Verificar la pureza porcentaje de un Otros análisis catalogarlos de
sustancia de una muestra soluto en una cualitativos acuerdo a su
solución fundamento físico
Desplazamiento
Ángulo límite
de imagen
Refractómetros
Refractómetros Refractómetros Refractómetros
portátiles o de
de Sobre mesa “en línea” diferenciales
mano

13. Ángulo límite o crítico
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 difracción P2. El prisma
P1 es de difusión de manera que muestra
una superficie rugosa y actúa como fuente de
un número infinito de rayos que entran en la
muestra en todas direcciones. La radiación
que únicamente roza la superficie del prisma
P2 penetra en él formando un ángulo Ic
llamado ángulo límite o crítico y su valor
depende de la longitud de onda y de los
índices de refracción de la muestra y del
prisma. Ningún rayo puede formar un ángulo
superior al límite ya que la fuente de tales
rayos no penetra en el prisma y todos los
demás rayos que penetran en el prisma se
refractan según ángulos menores (a la
derecha), que el ángulo límite, e iluminarán
la parte derecha del ocular. La zona de la
izquierda permanece obscura ya que no se
refractan rayos a ángulos superiores al límite.
La medida de este ángulo permite medir el
índice de refracción de la muestra.

14. Refractómetros de sobre-mesa
Refractómetro de ABBE
• Son instrumentos óptico-mecánicos
• Es el de mayor uso
• De gran precisión de los resultados y simplifica extraordinariamente el
trabajo
Refractómetros digitales automáticos
• Son instrumentos electrónicos en estado sólido
• Automáticos, incorporan un programa informático flexible
• Se han concebido principalmente para usarlos en aplicaciones de control de
calidad.
Refractómetro de Pulfrich
• Se usa sobre todo para medidas precisas en disoluciones o líquidos muy
volátiles, reactivos o higroscópicos.
• Los sólidos o líquidos con índices entre 1,33 y 1,86 pueden ser
determinados en un amplio intervalo de temperaturas.

15. Este instrumento resulta de mucha
utilidad práctica en determinaciones
de aceites alimenticios, aceites
lubricantes, grasas, líquidos orgánicos
en general, soluciones
azucaradas, alcohólicas, etéreas, cristal
es de óptica, resinas, plásticos, etc.

16. Refractómetros portátiles o de mano
• Hacer mediciones fuera del laboratorio o en el campo
tiene muchas ventajas: le ahorra tiempo, le permite
hacer ajustes sobre la marcha y no hay que preocuparse
por el transporte de muestras al laboratorio.
• Es el más simple de todos. Requiere sólo 10-15 ml. de
muestra. En prisma simple va montado en un telescopio
que contiene el compensador y el ocular. La escala se
sitúa debajo del ocular dentro del tubo. La superficie
inferior del prisma se sumerge en un pequeño vaso que
contiene a la muestra, con un espejo debajo para
reflejar la luz hacia arriba a través del líquido.

18. Refractómetros de desplazamiento de imagen
En estos aparatos se mide el desplazamiento del rayo refractado en relación al rayo
incidente, en vez de medir el desplazamiento de la línea de separación entre la
zona clara y obscura debido al ángulo límite.
Entre estos aparatos están los refractómetros diferenciales.
Refractómetros diferenciales
• Se emplean primariamente para el análisis de mezclas líquidas.
• Se aplican a cualquier mezcla cuyo índice de refracción es una función simple de la
composición.
• En la medida de los índices de refracción siempre es un problema la temperatura
que debe controlarse cuidadosamente.
• Estos instrumentos emplean una sola célula a través de la cual la luz es
transmitida.

19. Realización de análisis mediante refractometría en laboratorio

20. APLICACIONES
Refractómetros: Determinar la concentración de los sólidos
disueltos en una solución.
Por lo tanto, aumentos en concentración harán que el índice
de refracción se incremente.
Conociendo la composición química de
la solución, se puede derivar una
escala que convertirá el índice de
refracción en la concentración de la
solución. (escala Brix)

21. 1. FABRICACIÓN DEL
CAUCHO
Un cambio
Pureza: de 0.1% es
- butadieno detectable
(n=1.5434) por
- estireno (n=1.4120) refractometrí
a

22. 2. INDUSTRIA
ALIMENTARIA
Refractometria
de líquidos se
utiliza en el
análisis de
alimentos con
fines:
Determina
ción
cuantitativ Identifica
a de
ciertos ción
componen
tes
Control
Caracteriz
de ación
Pureza

23. Ejemplo:
-Comprobar el aguado de la leche.
-Determinación (alta) contenido en alcohol de
aguardientes y cervezas
-Determinación (alta) contenido de agua en la miel.
IMPORTANCIA: > determinación de extractos
de productos alimenticios, constituidos
principalmente por azúcar.

24. 3. VARIACIÓN DE LA
[DISOLUCIONES]
La Ejemplo:
- El n de una disolución de sacarosa
concentració aumenta 0,0002 unidades por un
n en incremento de la [0,1%].
azúcar, salm - Detectan cambios de 0,02% en la
[HNO3].
ueras y - Incluso más sensibilidad se puede
ácidos conseguir en las medidas de las [ ].
IMPORTANTE:
Refractómetros de
ángulo critico.