FÍSICO QUIMICA I ÍNDICE DE REFRAÇÃO

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FÍSICO-QUÍMICA I – AULA PRÁTICA 10 
Prof. Dr. Jairo Tronto 
EXPERIMENTO: ÍNDICE DE REFRAÇÃO 
1. OBJETIVOS 
01. Calcular a refração molar dos grupos metileno (CH2) e hidroxila (OH). 
02. Construir a curva-padrão do índice de refração, em função da concentração de um componente 
em uma mistura binária. 
 
2. TEORIA 
 O índice de refração é uma propriedade físico-química, associada à densidade de líquidos, 
empregada comumente em laboratórios de análise e de pesquisa. 
 Quando um raio de luz monocromática passa de um meio transparente para outro ele é 
refratado. A razão n dos senos dos ângulos de incidência e de refração em relação a normal de 
superfície é constante, sob um dado conjunto de condições, e igual à razão das velocidades da luz 
dois meios: 
𝑛 =
𝑠𝑒𝑛 𝑖
𝑠𝑒𝑛 𝑟
=
𝜈1
𝜈2
 
 Esta equação representa a Lei de Snell e n é o índice de refração do meio (2) em relação ao 
meio (1). O ângulo (r), de refração, aumenta com o acréscimo do ângulo (i), de incidência, e atinge 
o seu valor máximo, ângulo crítico, quando o raio de luz incidente tende à horizontalidade, isto é, 
quando (i) tende a noventa graus (Figura 1). De modo a tornar n uma constante característica de 
cada substância 𝜈1 refere-se a velocidade da luz no vácuo, e, como esta velocidade é máxima, o 
índice de refração é sempre maior do que 1,0. 
 
Figura 1: Representação esquemática da refração sofrida por um feixe de luz passando entre 
substâncias de diferentes densidades. 
 
 Usualmente, o ar é escolhido como meio de referência e para se obter o valor real do índice 
de refração da substância, deve-se multiplicar o seu índice de refração em relação ao ar por 1,0003, 
que é a relação V1/V2 (velocidade da luz no vácuo sobre a velocidade da luz no ar) para λD = 589 nm, 
luz amarela (linha D do sódio) a 1,0 atm e 20oC. 
 Normal 
 Vel. (1) 
 (i) Meio 1 
_______________________________ 
 
 (r) Meio 2 
 Vel. (2) 
 O índice de refração depende da temperatura, da pressão, da natureza da substância e do 
comprimento de onda da luz. Tratando-se de uma solução, o índice de refração depende também 
de sua concentração. Consequentemente, o índice de refração é usado para identificar substâncias 
puras e para determinar a concentração de soluções. 
 A refração específica r, ou refratividade de uma substância, para um determinado 
comprimento de onda em uma dada temperatura, é obtida pela equação de Lorenz-Lorentz: 
𝑟 = (
𝑛2 − 1
𝑛2 + 2
)
1
𝜌
 
em que  é a densidade da substância (depende da temperatura, mas, praticamente, independente 
da pressão, no caso dos líquidos). Seu valor multiplicado pela massa molar (M) da substância é a 
refração molar: 
𝑅𝑀 = (
𝑛2 − 1
𝑛2 + 2
)
𝑀
𝜌
 
 A refração molar de uma substância é, aproximadamente igual à soma das refrações 
molares dos grupos, átomos ou grupos específicos de átomos nela existentes. A relação molar é, 
portanto, uma propriedade aditiva, intensiva e constitutiva, com dimensões de volume molar 
expressa em cm3mol-1 por conveniência. 
 De forma similar, tem-se que o índice de refração de uma solução é função da densidade da 
solução em uma dada temperatura, e a densidade, por sua vez, é função da proporção dos 
componentes na solução (concentração). Portanto, para se determinar a concentração de um 
componente em uma solução líquida, através do índice de refração, elabora-se um gráfico do índice 
de refração em função da concentração de um dos componentes em várias soluções padronizadas 
em uma data temperatura, isto é elabora-se uma curva referencial, curva padrão. 
 
3. APARELHAGEM E SUBSTÂNCIAS 
Refratômetro de Abbe Etanol 
Conta-gotas Metanol 
Tubos de ensaio 1 – Butanol 
n – hexano Acetona 
Clorofórmio Água 
 
4. PARTE EXPERIMENTAL 
01 – Abrir o porta-amostra do refratômetro. Colocar algumas gotas de metanol na superfície 
horizontal, sem nela encostar o conta-gotas. Fechar o porta-amostra rapidamente para evitar a 
evaporação do líquido. 
02 – Procurar a posição do sistema do prisma em que a linha de separação luz sombra fique bem 
nítida e exatamente no cruzamento das linhas do retículo da ocular. 
03 – Ler e anotar o índice de refração. 
04 – Abrir o porta-amostra e limpá-lo com um chumaço de algodão embebido em etanol comercial 
e, em seguida, com um chumaço seco. 
05 – Obter os índices de refração para o metanol, etanol, 1 – butanol, das misturas de acetona-
clorofórmio e da mistura-problema. 
 
Utilização dos Dados 
 Com os valores dos índices de refração dos álcoois e do n-hexano, e com suas densidades à 
temperatura em que foram feitas as medidas, calculam-se as refrações específica e molar de cada 
uma das substâncias. 
 
Resultados a apresentar 
01 – Cálculo da refração molar dos álcoois e do n-hexano. 
02 – Tabelas 1 e 2 preenchidas. 
03 – Gráfico índice refração versus concentração das misturas acetona-clorofórmio e a 
concentração da solução-problema. 
04 – Análise dos resultados. 
 
Tabela 1: 
Substância M (g mol-1) 𝜌 (g cm-3) n RM (cm
3 mol-1) 
Metanol 
Etanol 
1 - Butanol 
n - Hexano 
 
Tabela 2: 
Fração molar 
xacetona 
n 
0,00 
0,10 
0,20 
0,30 
0,40 
0,50 
0,60 
0,70 
0,80 
0,90 
1,00 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
1- Raymond Chang. Química Geral - Conceitos Essenciais. 4ª ed. Editora McGraw Hill. 2007. ISBN: 
858680498-3. 
2 - Peter Atkins. Físico-Química - Fundamentos. 3ª ed. Editora LTC. 2003. ISBN: 9788521613831. 
3- Clotilde Otília Barbosa de Miranda-Pinto; Edward de Souza. Manual de Trabalhos Práticos de 
Físico-Química. 1ª Ed. Editora UFMG. 2006. ISBN: 85-7041-466-8.