6°relatorio refratometria

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE 
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA
COMPONENTE CURRICULAR: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
DOCENTE: DAUCI PINHEIRO RODRIGUES 
	
RELATÓRIO 06: REFRATOMETRIA 
Dayverson Luan de Araújo Guimarães
 
CAMPINA GRANDE – PB
MAIO DE 2018
Universidade Estadual da Paraíba-UEPB
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde-CCBS
Departamento de Farmácia
Turma: Quarta feira 
Laboratório de: Físico-Química Experimental
Professora: Dauci Pinheiro Rodrigues
Aluno: Dayverson Luan de Araújo Guimarães
Curso: Farmácia
Matrícula: 162130066
Título e Número referente: Experimento 06 - Refratometria.
Data do Experimento: 09 de maio de 2018
Recebimento em:_____________ Por Professor (a): _________________
CORREÇÃO
Preparação: _____________
Relatório: _______________
Nota Global: _____________
Rubricada por Professor (A): ___________________
CAMPINA GRANDE-PB
MAIO DE 2018
.1 INTRODUÇÃO
Quando um raio com radiação magnética atinge uma superfície plana em um certo ângulo, o raio pode ser refletido ou refratado. O índice de refração é reconhecido pela fórmula:
n = 
Onde: ‘i’ é o ângulo de incidência e ‘r’ o de refração.
O índice de refração medido com a luz branca introduz dificuldades no experimento por conta da dispersão da luz pelo prisma de medida do índice de refração. Essa medida tem sido utilizada há muito tempo para identificação de compostos. Átomos, ligações, grupos irão contribuir para o índice de refração do composto.
Se este é multiplicado pela massa molar do composto, então teremos a refração molar utilizando a equação de Lorentz-Lorenz:
O método do refratômetro tem sido utilizado para a medida de sólidos solúveis (açucares e ácidos orgânicos), como em frutas e produtos de frutas, em ovos, cerveja, vinagre, leite e produtos lácteos.
Cada comprimento de onda possui um ângulo crítico e se usada uma luz branca, poderia não haver uma divisão nítida do claro e do escuro e por isso a importância da utilização do prisma de Amici, que permite o uso da luz branca, e que mede apenas o ângulo crítico da substância analisada, pois os raios de outro comprimento de ondas são dispersados do feixe pelo prisma.
O refratômetro de Abbé é o mais comum e também o mais usado. Cobre um intervalo de índice de refração que compreende 1,3 a 1,7 com grande precisão. É utilizado com leitura direta e precisa de pouca quantidade da substância a ser analisada.
Existem duas escalas que podem ser lidas no refratômetro, são elas o: índice de refração, e índice de Brix.
A leitura em amostras líquidas é direta, porém em amostras pastosas é preciso fazer uma filtração antes, pois as partículas sólidas irão atrapalhar quanto a nitidez da leitura.
Suas aplicações são as mesmas da densimetria, mas além disso, o índice de refração é também utilizado como detector cromatográfico líquido de alta eficiência.
OBJETIVO 
O experimento intitulado “Refratometria” possui como objetivo calcular a refração molar e específica de diferentes líquidos a partir do índice de refração obtido pelo refratômetro de ABBÉ, como também a verificação do índice de Brix e de refração das diferentes concentrações de soluções de sacarose. 
2. Parte experimental
 2.1. Equipamentos e vidrarias utilizadas: 
Refratômetro de ABBÉ.
Termômetro.
Pipeta.
Béquer.
Lenços absorventes.
2.2. Substâncias:
Agua destilada
Tetra cloreto de carbono
Etanol (P.A)
n-Hexano
Acetona
Isopropanol
Clorofórmio
Sacarose (10%, 20%, 30% e 40%)
2.3. Procedimento experimental: 
Inicialmente, abriu-se o conjunto de prismas do refratômetro (inferior e superior), e as superfícies foram limpas com o líquido a ser utilizado;
Foi feito primeiro a calibração do refratômetro com água destilada. Pipetaram-se algumas gotas do líquido no prisma inferior, tomando cuidado para não tocá-lo com a pipeta. Fechou-se rapidamente e leu-se a temperatura; 
Em seguida, colocou-se o refratômetro em local iluminado e, olhando através do ocular, procurou-se a faixa colorida (incidência de luz) girando o botão da esquerda;
 Girando o botão do lado direito, tirou-se o colorido e uma faixa preta começou a aparecer;
Esta faixa preta foi centralizada entre as linhas cruzadas, pelo botão giratório, até a área clara ficar na parte superior do campo e a escura na parte inferior;
Após isso, o índice de refração e a concentração de sólidos totais dissolvidos foram lidos diretamente nas escalas do próprio aparelho;
Repetiu-se o mesmo procedimento para as substâncias de Tetracloreto de carbono (CCl4), Etanol, n-Hexano, Acetona, iso-Propanol, Clorofórmio e Soluções de sacarose (10%, 20%, 30% e 40%).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Substância
	
(experimental)
	T(ºC)
	Indice de refração (n)
	H2O
	0,9970
	25ºC
	1,3325
	CCl4
	1,5842
	25ºC
	1,5005
	Etanol
	0,8957
	25ºC
	1,3605
	n-Hexano
	0,687
	25ºC
	1,376
	Acetona
	0,790
	25ºC
	1,356
	Iso-propanol
	0,782
	25ºC
	1,375
	Clorofórmio
	1,470
	25ºC
	1,442
	Sacarose (10%)
	1,0382
	25ºC
	1,348
	Sacarose (20%)
	1,0761
	25ºC
	1,361
	Sacarose (30%)
	1,1149
	25ºC
	1,373
	Sacarose (40%)
	1,1639
	25ºC
	1,387
Tabela 1 – Dados Experimentais
 
OBS: As densidades das sacaroses foram encontradas no experimento 1.
2. 1- Calcule a refração molar e específica para todas as soluções, e apenas refração específica para as soluções aquosas de sacarose.
Refração específica é dada por: 
 (Onde n é o índice de refração e d a massa específica)
Refração molar é dada por: R = r.M 
(Onde r é o índice de refração experimental e M a massa molar da substância).
Água:
Tetracloreto de Carbono:
Etanol:
n-Hexano:
Acetona:
Isopropanol:
Clorofórmio:
Sacarose (10%):
Sacarose (20%):
Sacarose (30%):
Sacarose (40%):
	Substância
	[r] exp. (cm3/g)
	[R]exp. (cm³)
	H2O
	0,2060
	
	CCl4
	0,1857
	
	Etanol
	0,2466
	
	n-Hexano
	0,3339
	
	Acetona
	0,2764
	
	Isopropanol
	0,2926
	
	Clorofórmio
	0,1779
	
	Substância
	[r]exp. (cm³/g)
	Sacarose (10%)
	0,2061
	Sacarose (20%)
	
	Sacarose (30%)
	
	Sacarose (40%)
	0,2022
2.2- Dividindo a refração do tetracloreto de carbono por 4, teremos a refração da ligação C-Cl. Com este dado, calcule as contribuições das ligações:
a) C-H; b) C-C; c) C=O; 
d) C-OH a partir das refrações molares de clorofórmio, hexano normal e acetona. Também determine O-H da água.
Tetracloreto de Carbono (CCl4):
[R] = 4 (C-Cl)
28,5643 = 4 (C-Cl)
(C-Cl) = 7,1410 cm3
a) C-H : Clorofórmio (CHCl3):
[R] = 3 (C-Cl) + (C-H)
21,2377 = 3 x 7,1410 + (C-H)
(C-H) = 21,2377 – 21,423
(C-H) = 0,1853 cm3
b) C-C : n-Hexano (C6H14):
[R] = 14 (C-H) + 5(C-C)
28,7755 = 14 x (-0,1853) + 5(C-C)
5(C-C) = 28,7755 + 2,5942
(C-C) = 6,2739 cm3
c) C=O : Acetona (CH3COCH3):
[R] = 2 (C-C) + 6 (C-H) + 1(C=O)
16,0533 = 2 x 6,2739 + 6 x (-0,1853) + (C=O)
(C=O) = 16,0533 – 12,5468 + 1,1118
(C=O) = 4,6173 cm3
d) C-OH : Isopropanol (CH3CH(OH)C): 
[R] = 2 (C-C) + 7 (C-H) + 1(C-OH) + (O-H)
17,5852 = 2 x 6,2739 + 7 x (-0,1853) + (C-OH) + 1,8555
(C-OH) = 17,5852 – 12,5468 + 1,2971 - 1,8555
(C-OH) = 4,479 cm3
2.3- Compare os índices de refração e refração molar medidos experimentalmente com os obtidos na literatura.
Tetracloreto de carbono
Valor teórico: n25 = 1,4576 - 5,5 x 10-4
 n25 = 1,4570
Para o Etanol
 
n-Hexano
Acetona
Iso-propanol
Clorofórmio
BRIX
Sacarose 10% 
Sacarose 20% 
Sacarose 30% 
Sacarose 40% 
	Substância
	
g/cm3
	T 
(°C)
	n
	Erro n (%)
	R ref
cm3
	Rexp
cm3
	r
cm3/g
	Erro R
(%)
	Brix
	Erro Brix
(%)
	H2O
	0,9970
	25
	1,3325
	0,0
	3,7129
	3,7111
	0,2060
	0,04
	-
	-
	CCl4
	1,5842
	25
	1,5005
	3,19
	25,8268
	28,5648
	0,185710
	-
	-
	Etanol
	0,8957
	25
	1,3605
	0,11
	12,8715
	11,3604
	0,2466
	11
	-
	-
	n-Hexano
	0,687
	25
	1,376
	0,29
	29,9890
	28,7742
	0,3339
	4
	-
	-
	Acetona
	0,79
	25
	1,356
	0,07
	16,1401
	16,0530
	0,2764
	0,53
	-
	-
	Isso-propa.
	0,782
	25
	1,375
	0,0
	18,0472
	17,8339
	0,2926
	1
	-
	-
	Clorofórmio
	1,470
	25
	1,442
	0,13
	22,2279
	21,2371
	0,1779
	4
	-
	-
	Sacarose 10%
	1,0382
	25
	1,348
	-
	-
	-
	0,2061
	-
	9,5
	5
	Sacarose 20%
	1,0761
	25
	1,361
	-
	-
	-
	0,2055
	-
	18
	10
	Sacarose 30%
	1,1149
	25
	1,373
	-
	-
	-
	0,2043
	-
	25
	16,6
	Sacarose 40%
	1,1639
	25
	1,387
	-
	-
	-
	0,2022
	-
	33
	17,5
2.4- Faça um breve relato sobre o ângulo crítico.
O ângulo 90º é chamado de ângulo crítico. Quando o ângulo de incidência é menor que o ângulo crítico, a luz é refletida e transmitida ao mesmo tempo. Porém, quando o ângulo de incidência é maior que o crítico, toda a luz se reflete, ou seja, o raio incidente é totalmente refletido (fenômeno conhecido como reflexão total). Portanto, o ângulo crítico é o maior ângulo de incidência capaz de produzir refração, e quanto maior o índice de refração do meio de onde parte a luz, menor o ângulo crítico.
3.5 – Seja um raio luminoso incidindo em um prisma, meio que possui alto índice de refração. Faça um desenho das seguintes situações:
Se um Ângulo de incidência parte da luz será refletida e outra parte será refratada.
Se um Ângulo de incidência o raio tangenciará a separação entre os meios.
Se um ângulo de incidência todos os raios serão refletidos
3.6- Por que é possível utilizar o refratômetro de ABBÉ com a luz branca?
Uma das partes do refretômetro de ABBÉ é composta pelos prismas de Amici (prismas de compensação), que são construídos com vidros especiais, que tornam possível a utilização do instrumento com luz branca.
3.7- Quais as funções do prisma inferior (superfície rugosa) e dos prismas de Amici?
O prisma inferior serve para direcionar a luz que chega ao prisma para todas as direções possíveis. Já os prismas de Amici tornam possível a utilização do instrumento com luz branca. Estes são construídos com vidros especiais que desviam qualquer tipo de luz, exceto a de um específico comprimento de onda (5893 ºA – sódio).
3. 8- Por meio das unidades da refração molar, dê o significado físico desta grandeza.
A refração molar está diretamente ligada ao índice de refração e é igual à polarizabilidade da mesma. Entende-se por polarizabilidade a facilidade de distorção da nuvem eletrônica de uma molécula. O índice de refração, ao fornecer a diminuição da velocidade da luz quando a mesma penetra em uma substância em relação ao vácuo, quantifica o grau de interação do campo elétrico da radiação com as moléculas da substância, ao distorcer a nuvem eletrônica das mesmas. Desta forma, a refração molar nos fornece uma medida do grau de polarizabilidade da molécula de uma substância.
3.9 - Discuta o experimento de uma forma crítica, ou seja, observe os pontos fracos do experimento e, a partir daí, dê sugestões para corrigi-los.
O experimento é de grande utilidade, pois possui várias aplicações. Para evitar um maior percentual de erros é indicado realizar durante o procedimento experimental a determinação da densidade das substâncias a serem utilizadas através do método do picnômetro, evitando assim as variáveis que podem interferir entre o valor contido nos rótulos dos produtos e os valores que estas apresentam durante a realização do experimento.
3.10 - Quais as aplicações práticas dos conceitos estudados nesta experiência.
As aplicações para o índice de refração são diversas. Devido ao valor do índice de refração de uma amostra variar de acordo com a sua concentração na solução, este pode ser utilizado na determinação da concentração de soluções; para avaliar o nível de pureza de uma determinada amostra; na identificação de compostos químicos e suas propriedades, etc. E tais possibilidades podem ser úteis em diversos meios, como: indústrias de bebidas, processamento de alimentos, processamento de óleos vegetais, cosméticos, celulose e papel, polímeros, entre outras. 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Após tudo que foi visto anteriormente, é possível observar que o experimento foi realizado com sucesso. Pois foi possível verificar a eficácia e a grande utilidade do refratômetro de ABBÉ, já que este possibilitou a análise de algumas amostras de líquidos, bem como a determinação dos diferentes valores de índice de refração, refração específica e molar para cada um. Os valores de erros encontrados nos cálculos foram baixos, o que comprova a eficiência dos procedimentos utilizados. É importante ressaltar que normalmente não se tem contribuições negativas das ligações e como dito em um momento anterior, este ocorrido pode ter sido consequência de algum erro no tetracloreto de carbono. Pois foi a partir das suas refração e ligações que partiram os cálculos das contribuições seguintes, e além disso, foi neste composto que observou-se o maior valor de erro relativo. A prática foi de grande importância para aperfeiçoamento dos conhecimentos visto na teoria. 
 Referências
Mineralogia Óptica. Universidade Estadual Paulista. Disponível em: < http://www.rc.unesp.br/igce/petrologia/nardy/mon.html>. 
Óptica Física- Índice de Refração. Universidade de São Paulo. Disponível em: < http://www.usp.br/massa/2013/qfl2453/pdf/coloquiorefratometria-2013.pdf>. 
-ATIKINS, P. W. Físico-quimica, v.. I, II e III. Rio de Janeiro : Livros Técnicos e Científicos Editora, 1999 
Refração: fundamentos teóricos. Disponível em:<http://educar.sc.usp.br/otica/refracao.htm>. Acesso em: 24 de maio de 2016.
Refração da luz. Disponível em: <http://www.algosobre.com.br/fisica/refracao-da-luz.html> Acesso em: 24 de maio de 2016.
O índice de refração – Disponível em: <http://www.rc.unesp.br/igce/petrologia/nardy/mon.html> Acesso em: 24 de maio de 2016.
MORAES, Rafael Rodrigues. Refratometria. Piauí, 2006. Disponível em: <http://www.fapepi.pi.gov.br/novafapepi/ciencia/documentos/REFRAT%D4METRO.PDF> Acesso em: 24 de maio de 2016.