Artigo de Refratometria

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UNIVERSIDADE DO RIO GRANDE DO NORTE 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
TERMODINÂMICA EXPERIMENTAL
	
	
Termodinâmica Experimental I – Refratometria
ELOY, Laura1 ; SOARES, Geilson² ; MEDEIROS, Eloísa³; JUNIOR, Genilson4 
1UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
<geilson.lima.093@ufrn.edu.br, genilson.junior.120@ufrn.br, >
RESUMO
Este artigo é referente à prática do experimento de refratometria, da matéria de Termodinâmica Experimental I. Neste documento estará presente a descrição do procedimento experimental, os resultados obtidos e a discussão destes, interligando-os com os conteúdos aprendidos em sala de aula. Este experimento tem como objetivo ampliar os conhecimentos acerca do método da refratometria na medição do índice de refração, utilizando o que foi aprendido na matéria de termodinâmica química.
Palavras-chave: refratometria, medição, método.
1. INTRODUÇÃO
Lei de Snell-Descartes 
Refração é o nome dado ao fenômeno que ocorre quando a luz, ao cruzar a fronteira entre dois meios, sofre uma variação em sua velocidade de propagação. No estudo da refração, levando em consideração a variação na velocidade de propagação da luz, define-se, para os meios homogêneos e transparentes, um número chamado de índice de refração. 
 
 Figura 1. Fórmula do índice de refração 
Como mostra a figura 1, podemos definir o índice de refração (n) de um meio como sendo o quociente entre a velocidade de propagação da luz no vácuo (c) e sua velocidade de propagação no meio considerado (v)
Também conhecida comumente como a segunda lei da refração, a lei de Snell-Descartes enuncia que na refração, o produto do índice de refração do meio, no qual se encontra o raio pelo seno do ângulo que esse raio forma com a reta normal à interface no ponto de incidência, é constante.
1.1. Escala Brix
1.1.1. Subtópico do Subtópico
Brix é uma escala numérica que mede a quantidade de sólidos solúveis em uma solução de sacarose. A escala Brix é utilizada na indústria de alimentos para medir a quantidade aproximada de açúcares em sucos de fruta, vinhos e na indústria de açúcar. A escala de brix, criada por Adolf F. Brix (1798 - 1870), foi derivada originalmente da escala de Balling, recalculando a temperatura de referência de 15,5 °C. 
 
Figura 2 - Escala Brix
A quantidade de sólido solúvel é o total de todos os sólidos dissolvidos em água, começando com açúcar, sal, proteínas, ácidos e etc e os valores de leitura medidos a soma de todos eles. Uma solução de 25 °Bx tem 25 gramas do açúcar da sacarose por 100 gramas de líquido. Ou, para colocar de outra maneira, é 25 gramas do açúcar da sacarose e 75 gramas da água nos 100 gramas da solução.
 O instrumento usado para medir a concentração de soluções aquosas é o refratômetro, representado na figura abaixo.
Figura 3 - Refratômetro de bancada 
1.2. Aplicações da Refratometria
A refratometria tem vasta aplicação industrial e principalmente nas indústrias alimentícias, pois é aplicada no controle de qualidade dos produtos através da comparação do índice de refração, tendo como principal finalidade atingir padrões de qualidade que assegurem satisfação de seus consumidores, dentre esses processos podemos citar a produção do mel, onde é possível determinar o teor de umidade contido na sua produção, uma vez que, a água assume papel importante em sua composição química, e a determinação do seu teor pode influenciar no seu tempo de vida útil, ainda dentro do setor industrial de alimentos podemos citar a produção de vinhos, onde vinícolas utilizam a refratometria para ajudar o fabricante a decidir o melhor momento para a fabricação do seu produto através da concentração de açúcar presente na uva. Ainda é possível destacar um prisma de aplicações fora das indústrias alimentícias como por exemplo, o controle de qualidade de solos, concentração salina na água e gravidade específica para estudos oceanográficos e para análises clínicas de alta precisão na área da medicina. 
2. METODOLOGIA
O método que foi utilizado para a realização deste artigo é o quantitativo, com a finalidade de analisar, em valores numéricos, o índice de refração e a partir desse índice confirmar a identidade de um composto ou avaliar a sua pureza em combinação com medidas de outras propriedades.
2.1. Materiais Utilizados
3 balões volumétricos de 25 mL; Vidro de relógio; Conta gotas; Pipeta de 10 mL; Espátula; Funil; Becker; Refratômetro; Balança digital; Água destilada; Solução saturada de KCL (25°); Soluções de KCL com concentração desconhecida.
2.2. Procedimento Experimental
O procedimento experimental foi dividido em duas etapas:
a) Preparo das soluções 
A partir da solução saturada de KCl (temperatura de referência: 25ºC), foi preparado 25 ml das seguintes diluições, seguindo a proporção de solução mãe por água de diluição: 3:1 (solução A), 1:1 (solução B), 1:3 (solução C). 
b) Determinação do índice de refração 
Utilizando-se um refratômetro de bancada, foi conectado o equipamento na rede elétrica respeitando a tensão adequada. Em seguida, foi ligado o equipamento e feita a análise das soluções preparadas no item a). Foi anotado os dados em uma tabela e montado uma curva.
2.3. Tratamento de Dados
Os dados que nós obtivemos foram dados quantitativos, tendo em vista a natureza dos dados, utilizamos a técnica da análise descritiva, onde analisamos o comportamento gráfico dos dados. Utilizamos o programa SciDAVis, que é um programa para criar gráficos de dispersão, e a partir dele chegamos aos resultados com o cálculo do coeficiente linear, coeficiente angular e a correlação (r).
Figura 4 - Tabela com os dados referentes ao índice de refração e umidade
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Encontrando os valores do coeficiente linear, angular e a correlação (r), percebemos uma correlação linear negativa entre as variáveis, pois os pontos de dispersão nos gráficos apresentaram uma relação inversamente proporcional. O valor da correlação (r) informa como as variáveis x e y se relacionam entre si. Quanto mais próximo do valor de 1,00, mais forte é a correlação entre as variáveis. 
3.1. Subtópico de Resultados e Discussões
Os gráficos de duas variáveis que nós obtivemos se encaixam numa correlação negativa perfeita, ou seja, enquanto uma variável aumenta, a outra diminui, numa relação inversamente proporcional. Por ser uma função linear afim, podemos representar da seguinte forma:
Onde:
 a = coeficiente linear;
 b = coeficiente angular;
 x = domínio da função;
 y = imagem da função.
Figura 5 - Primeiro gráfico da Umidade x Índice de refração
Onde :
Com uma correlação (r): 0,9996 
Figura 6 - Segundo gráfico da Umidade x Índice de refração
Onde :
Com uma correlação (r): 0,9998 
Figura 7 - Terceiro gráfico da Umidade x Índice de refração
Onde :
Com uma correlação (r): 0,9999
Figura 8 - Quarto gráfico da Umidade x Índice de refração
Com uma correlação (r): 1
4. CONCLUSÕES
Dentre os conceitos visto neste artigo podemos concluir a relevância da refratometria dentro do prisma industrial, sendo bastante útil para analisar substâncias e principalmente alimentos, uma vez que, uma das principais aplicações deste experimento se encontra dentro da indústria alimentícia, uma vez que se apresenta como ótimo método para o controle de qualidade, não só de alimentos, mas também na indústria farmacêutica com análises clínicas com grande precisão e estudos oceanográficos, visto suas aplicações, também pode-se destacar sua facilidade em termos de equipamento, uma vez que possui várias alternativas de aparelhagem que vão desde a refratômetros de bolso a de bancadas diferenciando seu custo para se adequar às necessidades experimentais desejadas. Ademais, os objetivos previamente traçados foram alcançados com sucesso e foi possível compreender o experimento de forma clara e objetiva.
5. REFERÊNCIAS
ABNT. NBR 14724:informação e documentação: trabalhos acadêmicos: apresentação. Rio de Janeiro, 2002. 6 p.
FRANÇA, Júnia Lessa et al. Manual para normalização de publicações tecnico-cientificas. 6.ed. rev. e ampl. Belo Horizonte: UFMG, 2003. 230 p.
CECCHI, H. M. Métodos físicos. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2ª ed. UNICAMP: Campinas, 2003, p. 98-115. IAL. Métodos físico-químicos para análise de alimentos. Instituto Adolfo Lutz. São Paulo.
Sem autor: Refratometria: entenda o que é refratômetro e sua utilização em alimentos. Prolab, 2019. Disponível em <https://www.prolab.com.br/blog/equipamentos-aplicacoes/refratometria-entenda-o-que-e-refratometro-e-sua-utilizacao-em-alimentos/>. Acesso em dia 24/11/2021.
	
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