Relatório de Refratometria

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Universidade Federal Do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Química Analítica e Físico-Química
Curso: Farmácia
Disciplina: Físico-Química Aplicada A Farmácia
Relatório 03: Prática de Refratometria 
Professora: Adriana Nunes Correia 
Aluna: Iasmim Crispim Alencar Braga
Matrícula: 35946
Introdução 
 
 O índice de refração é uma importante propriedade da maior parte da matéria. É definido como a razão da velocidade da radiação de determinada freqüência no vácuo e em outro meio. Em fato, a luz ao passar de um meio para outro sofre pequenas variações nessa velocidade o que, por sua vez, leva a variações angulares entre seu raio incidente (presente, digamos, no meio 1) e o raio refratado (presente no meio 2). A esse efeito damos o nome de refração.O índice de refração varia com a temperatura, com o comprimento de onda de luz e com a quantidade de sólidos dissolvidos em uma solução. 
ni = c/vi = sini/sinr
Para determinarmos o teor de sólidos dissolvidos em uma solução, usamos a refratometria. Entretanto, ao misturarmos dois líquidos puros, o índice de refração da solução resultante depende da composição da mistura. Ao utilizarmos as refrações molares de cada componente, podemos expressar através de uma relação linear.
A variação do índice de refração de uma substância em função do comprimento de onda é chamada dispersão refrativa ou simplesmente dispersão. A dispersão de uma substância através do espectro eletromagnético está intimamente relacionada com o grau de radiação absorvida. Em regiões de alta freqüência, o índice de refração diminui com o aumento brusco com o aumento do comprimento de onda. 
 
 Figura 01 Figura 02 
O refratômetro é um instrumento simples que vai medir as concentrações de soluções aquosas consumindo apenas algumas poucas gotas da solução. Sua aplicação estende-se pelas áreas de alimentos, agricultura, química e em industrias de manufaturados. O índice de refração é uma propriedade física importante de sólidos, líquidos e gases. A medida de índice de refração pode ser usada para determinar a concentração de uma solução pois o índice de refração dela varia com a concentração.O refratômetro de Abbé faz uso do princípio de ângulo crítico ou ângulo limite de reflexão total. O campo no telescópio irá mostrar uma região clara e outra escura, a fina linha de demarcação entre elas corresponde ao ângulo crítico.
A escala Brix° é calibrada pelo número de gramas de açúcar contidos em 100 g de solução. Quando se mede o índice de refração de uma solução de açúcar, a leitura em percentagem de Brix° deve combinar com a concentração real de açúcar na solução. As escalas em percentagem de Brix°, apresentam as concentrações percentuais dos sólidos solúveis contidos em uma amostra (solução com água). Os sólidos solúveis contidos é o total de todos os sólidos dissolvidos na água, começando com açúcar, sais, proteínas, ácidos, dentre outros. A leitura do valor medido é a soma total desses.
Figura 3: Mostrando a luz saindo do meio 1 (Ar) e incidindo no meio 2 (água), sofrendo assim refração ou desvio, devido a a mudança de velocidade nos dois meios.
Refratômetro
 Nesta prárica vai ser utilizada a técnica de picnometria, que é uma método laboratorial utilizada para fazer a determinação da massa específica dos líquidos a partir da razão entre a massa da substâncieu v 
 
omo é visto na equação I.
Para isso será utilizado um instrumento laboratorial chamado de picnometro, ele apresenta duas partes, um frasco de vidro com baixo coeficiente de dilatação térmica, com uma boca esmerilhada e uma especie de tampo que vai apresentar um furo ligando o líquido interno do frasco ao ambiente externo, permitindo assim, ao ser colocado, um pequeno suspiro para manter o volume interno correto. 
 Nesta prárica vai ser utilizada a técnica de picnometria, que é uma método laboratorial utilizada para fazer a determinação da massa específica dos líquidos a partir da razão entre a massa da substância e seu volume, como é visto na equação I.
Para isso será utilizado um instrumento laboratorial chamado de picnometro, ele apresenta duas partes, um frasco de vidro com baixo coeficiente de dilatação térmica, com uma boca esmerilhada e uma especie de tampo que vai apresentar um furo ligando o líquido interno do frasco ao ambiente externo, permitindo assim, ao ser colocado, um pequeno suspiro para manter o volume interno correto. 
O refratômetro de Abbé é composto essencialmente de quatro partes: o telescópio, os prismas de Abbé, o círculo graduado de cristal com microscópio de leitura e os prismas de compensação.
O telescópio consta de uma objetiva, uma ocular e um disco com linhas cruzadas montado no plano focal da objetiva. A função do telescópio é formar uma imagem da linha extrema de reflexão total, ou linha limite, no plano de linhas cruzadas.
Os prismas de Abbé consistem de dois prismas semelhantes de vidro de alto índice de refração, montados em uma cavidade rodeada por uma camisa de água, de modo que se possa manter o controle da temperatura ao redor dos prismas.
A superfície exposta do prisma superior é polida enquanto que a do prisma inferior é áspera, resultando no que se chama de superfície rugosa.
 Esta superfície serve para dirigir a luz que chega ao prisma para todas as direções possíveis. No espaço entre os 2 prismas (0,1 mm espessura) é colocado o líquido cujo índice de refração se deseja determinar.
Os prismas de compensação são prismas de Amici, de visão direta, que giram em direções opostas ao redor do eixo óptico do Telescópio. Estes prismas tornam possível a utilização do instrumento com luz branca.
Objetivos:
Através da prática de refratometria, temos como objetivo determinar em diferentes amostras (água, soro fisiológico, soro para reidratção oral e soro caseiro) o índice de refração e o percentual de sólidos totais dissolvidos. 
Além disso, compreender o funcionamento, manuseamento e os resultados obtidos pelo refratômetro, assim como entender teoricamente os conceitos envolvidos na prática (brix, índice de refração, entre outros termos). 
Metodologia Experimental: 
As soluções utilizadas foram Água, Soro fisiológico, Soro Caseiro e Soro para Reidratação Oral. 
Inicialmente, abriu-se o conjunto de prismas e efetuou-sde a limpeza as superfícies de vidro com água e papel absorvente, evitando-se tocar as superfícies com outros objetos.
 
Anteriormete a todas as análises foi efetuada a leitura da temperatura ambiente que era aferida pelo proprio aparelho dada no visor do refratómetro. Na amostra 1: Água, a temperatura T1 indicava 26,7° C , na amostra 2: Soro Fisiológico, a temperatura T2 indicava 26,4° C, na amostra 3: Soro caseiro, a temperatura T3, indicava um valor de 25,7° C e na amostra 4: Soro para Reidratação Oral, a temperatura T4, indicava um valor de 25,5° C 
A primeira solução utilizada foi a água destilada (N° 1), onde foi pegue algumas gotas com a pipeta de paster, transferindo assim essas gotas de gotas de água destilada para o prisma inferior e fechando-se os prismas, em seguida foi travado o aparelho e efetuado a leitura que sai automaticamente no aparelho, encontrando-se o valor de 1,3330 para o Índice de Refração e 0° para a escala Brix°. 
Focalizou-se o espelho de maneira que a janela mais próxima do conjunto fosse bem iluminada. Adaptou-se o telescópio até que as linhas cruzadas estivessem em foco. Giraram-se os prismas com o botão giratório até a fronteira luz-escuro coincidir com a interseção das linhas cruzadas. Melhorou-se a imagem da fronteira luz-escuro e eliminaram-se as cores girando o compensador. Leu-se o índice de refração diretamente na escala.
A segunda amostra ( N° 2 ) foi Soro Fisiológico, que, da mesma forma foi colocao algumas gotas sobre o primas anterior e realizada assim a leitura, sem a necessidadede higienizar o aparelho antes de transferir a amostra para o prisma, pois a amostra anterior era de água, o aparelho foi fechado e travado e em seguida foi realizado a leitura que sai automaticamente no aparelho, encontrando o valor de 1,3340 para o Índice de Refração e 0,75° para a escala Brix°.
A terceira amostra ( N° 3) foi de Soro Caseiro, no entando, antes de transferí-lo para o prisma inferior, foi realizado primeiramente a higienização do aparelho com água destilada e papel absorvente, evitando assim qualquer possível contamnação com a amostra anterior de Soro fisiológico, em seguida foi colocada a amostra de Soro Caseiro no prisma inferior, fechado e travado o aparelho e realizado assim a leitura, que sai automaticamente no aparelho, encontrando o valor de 1,3385 para o Índice de refração e 4,00° na escala brix.
A quarta amostra ( N° 4) foi de Soro para Reidratação Oral, no entando, antes de transferí-lo para o prisma inferior, foi realizado primeiramente a higienização do aparelho com água destilada e papel absorvente, evitando assim qualquer possível contamnação com a amostra anterior de Soro Caseiro, em seguida foi colocada a amostra de Soro para Reidratação Oral no prisma inferior, fechado e travado o aparelho e realizado assim a leitura, que sai automaticamente no aparelho, encontrando o valor de 1,3365 para o Índice de refração e 2,50° na escala brix.
Todos os valores foram anotados na tabela presente no manual de práticas de Fisico-química e em seguida foi higienizado o refratómetro e guardado na bancada ao lado, para outras práticas. 
Resultados:
 
Tabela 01: Correspondete ao Refratómetro de Abbé : 
Amostra 
Índice de Refração
Percentual de sólidos Totais dissolvidos ( considerando Equivalentes a graus Brix -°Bx)
Identificação da Amostra
Água
1,3330
0°
Soro Fisiológico
Soro Fisiológico
1,3340
0,75°
Soro Caseiro
Soro Caseiro
1,3385
4,00°
Soro Caseiro
Soro para reidratação Oral
1,3365
2,50°
Soro para Reidratação Oral
Discussão:
Para realizar as determinações da prática foram utilizadas 4 (quatro) amostras: água, substância padrão, soro fisiológico, soro caseiro e soro para reidratação oral, os dados foram medidos por meio do refratômetro. E diante dos resultados apresentados, percebe-se que o refratômetro de ABBÉ foi utilizado para a determinação dos teores de sacarose e glicose da amostra. Utilizamos para determinarmos os índices de refração da água destilada, soro fisiológico, soro caseiro e soro para reidratação oral.
Pode-se observar a partir dos resultados obtidos que a água destilada não apresenta porcentagem Brix, isso ocorre pelo fato de essa substancia não apresentar sólidos dissolvidos, por ser uma substância pura, logo, diferente do soro caseiro e fisiológico, não vai apresentar glicose ou sacarose em sua composição. Esse mesmo valor deveria ter sido atribuído ao soro fisiológico, pois este, diferente dos outros soros, caseiros e para reidratação oral, onde espera-se encontrar valores apreciáveis, no entanto não foi isso que ocorreu. O soro Fisiológico apresentou um valor de 0,75°Bx, nos possibilitando inferir que a amostra estava contaminada com alguma substância, nos apresentando um valor não confiável. 
Já os demais soros deram valores condizentes com o esperado, onde o soro caseiro, que é a amostra que apresenta o maior número de sólidos totais dissolvidos, demonstrou empiricamente o valor de 4,00° Bx, sendo o maior valor obtido. E o Soro para Reidratação Oral, apresentou um valor de 2,50° Bx, valor este também esperado, pois ele vai apresentar sólidos dissolvidos na sua composição. 
Detalhadamente temos que o soro fisiológico é composto de NaCl (cloreto de sódio) e água, dessa forma, não contém açúcar. Entretanto, em nossa análise, há um percentual de açúcar, demonstrando erro experimental, que pode ter sido ocasionado por contaminação da pipeta.
O soro caseiro é composto por água, NaCl e grande quantidade de glicose, o que pôde ser evidenciado na análise. Constatamos que o maior percentual de açúcar encontrado nas amostras foi dele.
O soro para reidratação oral é composto de sacarose, sódio, citrato e potássio. Por este motivo, observamos um percentual moderado de açúcar, entre a água destilada e o soro caseiro.
O percentual de sólidos totais Brix apresentado pelo soro caseiro é explicado por possuir uma maior concentração de açúcar, cerca de 20 g/L, quando comparado ao soro para reidratação oral, o qual possui uma concentração de açúcar de, aproximadamente, 18,0 g/L. Outro fator que pode ter influenciado na obtenção desses valores, é o fato de a glicose (monossacarídeo) ser menos denso que a sacarose (dissacarídeo). 
Soro Caseiro > Soro para Reidratação Oral > Água Destilada = Soro fisiológico
Conclusão:
A partir dos experimentos realizados em laboratorio foi possivel perceber que a refratometria é uma tecnica de simples utilizaçao sem necessitar de grandes recursos. É bastante empregada para descobrir propriedades de substâncias e sua concentração, quanto mais concentrada se encontra uma solução, maior é o índice de refração do mesmo. 
As analises das diferentes amostras do experimento ( água destilada, soro fisiológico, soro caseiro e soro para reidratação oral) tornou-se possível conhecer a % brix de cada uma, além do seu índice de refração, temas abordados anteriormente nesse relatório.
Podemos concluir a partir das medições que o soro caseiro apresenta maior teor de sólidos totais dissolvidos se comparado ao soro de reidratação oral. E que, como já era esperado, a água apresentou menos valor de índice de refração por ser uma substância pura. 
Os objetivos esperados com a realização da prática forão alcançados, nos possibilitando uma compreenção maior sobre a técnica e sobre a aplicação no curso. 
Tendo em vista que a refratometria é de fundamental importância o estudo para os acadêmicos de Farmácia, já que está técnica nos torna capaz de realizar atividades como exames clínicos, como o de urina (com o intuito de saber qual a densidade encontrada na mesma, para determinar se a reabsorção renal está sendo adequada), bem como avaliações no controle de qualidade com o intuito de determinar a pureza de fármacos e produtos alimentícios, também pode ser usado para determinar quantitativamente a pureza das soluções ou as proporções que certos líquidos. São misturados: por exemplo, a porcentagem de açúcar no xarope e a porcentagem de álcool na água. O índice de refração é uma característica de muitas substâncias tais como gorduras, óleos graxos, ceras, açúcares, solventes orgânicos e óleos essenciais.
Logo, podemos concluir a importância dessa técnica na vida profissional do Farmacêutico. 
Rferências:
CASTELLAN, G. Fundamentos de Fisico-Química,3 ed, Edgard Blucher, 2006.
CROCKFORD, H.D. ; KNIGHT, S.B. Fundamentos de Fisico-Química, Livros 
Lucena, Paula. Manual de Controle de Qualidade na Farmácia Magistral.
MANUAL DE PRÁTICAS físico-químicas da Universidade Federal do Ceará.