Informe 07 Fisicoquimica AI

Texto completo

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FF

ACULTAD DE

ACULTAD DE

UÍMICA E

UÍMICA E

II

NG

NG

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UÍMICA

UÍMICA

E.A.P.

E.A.P. Q 

UÍMICA

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07.1

07.1

D

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EPARTAMENTO

EPARTAMENTO

A

A

CADÉMICO DE

CADÉMICO DE

FF

ISICOQUÍMICA

ISICOQUÍMICA

LL

ABORATORIO DE

ABORATORIO DE

FF

ISICOQUÍMICA

ISICOQUÍMICA

AI

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PRÁCTICA N° 7: REFRACTOMETRÍA

PRÁCTICA N° 7: REFRACTOMETRÍA

H

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ORARIOORARIO

::

M

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ARTESARTES

14:00

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 – –

16:00

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P

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ROFESORAROFESORA

::

N

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ORAORA

R

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FF

ECHA DE ELABORACIÓNECHA DE ELABORACIÓN

::

31

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BRIL DEBRIL DE

2016

2016

FF

ECHA DE ENTREGAECHA DE ENTREGA

::

07

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UNIO DEUNIO DE

2016

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INTEGRANTE

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EVINEVIN

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IMAIMA

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ERÚERÚ

2016-1

2016-1

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO

Resumen Resumen ... .... 33 Introducción Introducción ... ... 44 Principios

Principios teóricos teóricos ... . 55 Detalles

Detalles experimentales experimentales ... ... 88 Medida del índice

Medida del índice de refracción de refracción de soluciones de de soluciones de n-propanol ...n-propanol ... 8.... 8 Medida del índice

Medida del índice de refracción de refracción de soluciones de de soluciones de sacarosa en sacarosa en agua agua ... 8. 8 Tabulación de

Tabulación de datos y datos y resultados de resultados de datos experimentales ...datos experimentales ... 9... 9 Tabla

Tabla de de datos datos experimentales experimentales ... ... 99 Ejemplo

Ejemplo de de Cálculos...Cálculos... ... 1111 Tabla

Tabla de de resultados resultados ... ... 1515 Discusión

Discusión de de resultados ...resultados ... ... 1616 Conclusiones Conclusiones ... ... 1616 Recomendaciones Recomendaciones ... ... 1616 Bibliografía... Bibliografía... ... 1717 Anexos Anexos ... .... 1818

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

RESUMEN

RESUMEN

La finalidad

La finalidad de la de la presente práctica presente práctica experimental experimental denominadaRdenominadaREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍAfue determinar el índice defue determinar el índice de

refracción de sustancias puras de n-Propanol

refracción de sustancias puras de n-Propanol y agua, así y agua, así como de mezcla a distintos porcentajes de volumen,como de mezcla a distintos porcentajes de volumen, además se determino el índice de refracción de la sacarosa disuelta en agua.

además se determino el índice de refracción de la sacarosa disuelta en agua. Para cumplir tal objetivo se empleó el R

Para cumplir tal objetivo se empleó el REFRACTÓMETROEFRACTÓMETROAABBEBBE, bajo condiciones de laboratorio de 21ºC de, bajo condiciones de laboratorio de 21ºC de

temperatura, 756 mmHg y 96% de humedad relativa. temperatura, 756 mmHg y 96% de humedad relativa.

A partir de los índices de refracción obtenidos se pudo realizar varias operaciones, tales como: la A partir de los índices de refracción obtenidos se pudo realizar varias operaciones, tales como: la determinación del porcentaje en peso del n-propanol en cada mezcla, sacarosa en agua. Además se hizo un determinación del porcentaje en peso del n-propanol en cada mezcla, sacarosa en agua. Además se hizo un análisis del comportamiento de la luz sobre el medio, que es la muestra. Finalmente se calculó la refracción análisis del comportamiento de la luz sobre el medio, que es la muestra. Finalmente se calculó la refracción molar de las mezclas, demostrándose que es una

molar de las mezclas, demostrándose que es una propiedad aditiva.propiedad aditiva.

Los errores obtenidos en la práctica se deben a la volatilidad de los componentes de la mezcla y a la posible Los errores obtenidos en la práctica se deben a la volatilidad de los componentes de la mezcla y a la posible falla al ubicar las dos zonas divididas estos valores se podrán ubicar en la tabla de resultados que se verán falla al ubicar las dos zonas divididas estos valores se podrán ubicar en la tabla de resultados que se verán más adelante en el presente informe.

más adelante en el presente informe.

En conclusión la medida del índice de refracción depende de la concentración del componente más volátil, En conclusión la medida del índice de refracción depende de la concentración del componente más volátil, es importante porque permite identificar una sustancia por su pureza y

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Si proponemos un caso de la vida cotidiana diremos lo siguiente, suponga usted que está caminando cerca a Si proponemos un caso de la vida cotidiana diremos lo siguiente, suponga usted que está caminando cerca a un pozo de agua poco profundo, de repente se le caen

un pozo de agua poco profundo, de repente se le caen las llaves de su casa. Entonces, las llaves de su casa. Entonces, para que recupere suspara que recupere sus llaves, usted sumergirá uno de sus brazos para sacarlas, lo más probable es que toque el suelo y no alcance llaves, usted sumergirá uno de sus brazos para sacarlas, lo más probable es que toque el suelo y no alcance el objeto en sí. Esto se debe a la desviación de la luz en el agua, que hace que ustedtenga esa ilusión con el objeto en sí. Esto se debe a la desviación de la luz en el agua, que hace que ustedtenga esa ilusión con respecto a la posición del objeto.

respecto a la posición del objeto.

Con este ejemplo se puede explicar la refracción de la luz en las superficies límite de dos materiales Con este ejemplo se puede explicar la refracción de la luz en las superficies límite de dos materiales diferentes. Ya que en un medio, la luz tienen menos velocidad (que en el vacío).

diferentes. Ya que en un medio, la luz tienen menos velocidad (que en el vacío).

Cuando la radiación electromagnética atraviesa un límite entre dos medios, cambia su velocidad de Cuando la radiación electromagnética atraviesa un límite entre dos medios, cambia su velocidad de propagación. Si la radiación incidente no es perpendicular al límite entonces este cambiará su dirección. El propagación. Si la radiación incidente no es perpendicular al límite entonces este cambiará su dirección. El cociente entre la velocidad de propagación en el espacio libre y la velocidad de propagación en el medio se cociente entre la velocidad de propagación en el espacio libre y la velocidad de propagación en el medio se llama

llamaÍNDICE DE REFRACCIÓNÍNDICE DE REFRACCIÓN..

El índice de refracción determina la velocidad de la luz en el medio al que corresponde. Su relación con la El índice de refracción determina la velocidad de la luz en el medio al que corresponde. Su relación con la polaridad molecular se puede entender imaginando que la propagación de la luz tiene lugar al inducir la luz polaridad molecular se puede entender imaginando que la propagación de la luz tiene lugar al inducir la luz incidente un momento dipolar oscilante que luego refleja la radiación. La radiación reflejada, tiene la misma incidente un momento dipolar oscilante que luego refleja la radiación. La radiación reflejada, tiene la misma frecuencia que la luz incidente, pero su fase se retrasa por efecto de la intersección (que teóricamente se frecuencia que la luz incidente, pero su fase se retrasa por efecto de la intersección (que teóricamente se denomina interfase). Este retraso de fase, que aumenta a medida que las moléculas responden más denomina interfase). Este retraso de fase, que aumenta a medida que las moléculas responden más fuertemente, retrasa la propagación de la luz, y por tanto hace más lento su pase a través del medio.

fuertemente, retrasa la propagación de la luz, y por tanto hace más lento su pase a través del medio.

Por ello se estudiará esta propiedad en la presente práctica. Y cabe mencionar que esta técnica tiene Por ello se estudiará esta propiedad en la presente práctica. Y cabe mencionar que esta técnica tiene aplicación en diferentes industrias: papel, bebidas, alimentos, textil, petroquímica, etc. Además debemos aplicación en diferentes industrias: papel, bebidas, alimentos, textil, petroquímica, etc. Además debemos saber que los índices de refracción se emplean para determinar la concentración de las soluciones, saber que los índices de refracción se emplean para determinar la concentración de las soluciones, identificar compuestos, y para asegurarse su pureza. Además son útiles para determinar estructuras identificar compuestos, y para asegurarse su pureza. Además son útiles para determinar estructuras moleculares y pesos moleculares aproximados

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

PRINCIPIOS TEÓRICOS

PRINCIPIOS TEÓRICOS

REFRACTOMETRÍA

REFRACTOMETRÍA

Es el método óptico de determinar la velocidad de propagación de luz en una sustancia, la cual se relación Es el método óptico de determinar la velocidad de propagación de luz en una sustancia, la cual se relación directamente con la densidad de esta sustancia. Se emplea el

directamente con la densidad de esta sustancia. Se emplea el principio de refracción de luz.principio de refracción de luz.

REFRACTÓMETRO DE ABBE

REFRACTÓMETRO DE ABBE

La determinación del índice de refracción La determinación del índice de refracción mediante el uso del refractómetro de Abbe mediante el uso del refractómetro de Abbe aprovecha la formación del ángulo límite (o aprovecha la formación del ángulo límite (o ángulo crítico) luego de que la luz incidente ángulo crítico) luego de que la luz incidente atraviesa la sustancia e incide en el prisma atraviesa la sustancia e incide en el prisma rectangular.

rectangular.

El refractómetro consta de dos prismas El refractómetro consta de dos prismas rectangulares de vidrio Flint (P1 Y P2)

rectangulares de vidrio Flint (P1 Y P2) que se encuentran montados en una armadura metálica, que se encuentran montados en una armadura metálica, enfrentadosenfrentados sobres sus hipotenusas.

sobres sus hipotenusas.

ÍNDICES DE REFRACCIÓN

ÍNDICES DE REFRACCIÓN

Í Í 

NDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTONDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO

::

Es el cociente entre la velocidad de la luz cuando el primer medio es el vacío con respecto a la velocidad de Es el cociente entre la velocidad de la luz cuando el primer medio es el vacío con respecto a la velocidad de la luz en un medio determinado.

la luz en un medio determinado.

R

R

EFRACCIÓN ESPECÍFICAEFRACCIÓN ESPECÍFICA

::

La relación entre la velocidad de la luz en el vac

La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en otro medio, es el índice de río y la velocidad en otro medio, es el índice de refracción y seefracción y se determina midiendo los ángulos de incidencia y de refracció

determina midiendo los ángulos de incidencia y de refracció n en la n en la interfase. El índice de refracción dependeinterfase. El índice de refracción depende de la longitud de onda de la luz y de la temperatura, que se especifican generalmente con índices y de la longitud de onda de la luz y de la temperatura, que se especifican generalmente con índices y subíndices, respectivamente.Se definió este valor para líquidos puros, siento utilizado como criterio de subíndices, respectivamente.Se definió este valor para líquidos puros, siento utilizado como criterio de pureza:

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

R

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EFRACCIÓN MOLAREFRACCIÓN MOLAR

::

Es una propiedad aditiva y constitutiva, producto de la refracción específica por el peso molecular. Es una propiedad aditiva y constitutiva, producto de la refracción específica por el peso molecular.

 ==

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11

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Í Í NDICE DE REFRACCIÓN DE MEZCLASNDICE DE REFRACCIÓN DE MEZCLAS::

Si 0 es la mezcla y 1 y 2,

Si 0 es la mezcla y 1 y 2, los componentes y P es el % en peso:los componentes y P es el % en peso:

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100((

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REFRACCIÓN MOLAR DE MEZCLASEFRACCIÓN MOLAR DE MEZCLAS::



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Siendo:

Siendo:X  X  AAfracción molar del componente más volátil.fracción molar del componente más volátil.

LEY DE SNELL

LEY DE SNELL

Esta importante ley, llamada así en honor del matemático holandés Esta importante ley, llamada así en honor del matemático holandés Willebrord van Roijen Snell, afirma que el producto del índice de Willebrord van Roijen Snell, afirma que el producto del índice de refracción del primer medio y el seno del ángulo de incidencia de un rayo refracción del primer medio y el seno del ángulo de incidencia de un rayo es igual al producto del índice de refracción del segundo medio y el seno es igual al producto del índice de refracción del segundo medio y el seno del ángulo de refracción. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal del ángulo de refracción. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia a la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo plano. En general, el índice de refracción de una están en un mismo plano. En general, el índice de refracción de una sustancia transparente más densa es mayor que el de un material menos sustancia transparente más densa es mayor que el de un material menos denso, es decir, la velocidad de la luz es menor en la sustancia de mayor denso, es decir, la velocidad de la luz es menor en la sustancia de mayor densidad. Por tanto, si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio densidad. Por tanto, si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, mientras con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, mientras que si incide sobre un medio con un índice de refracción menor, se que si incide sobre un medio con un índice de refracción menor, se desviará alejándose de ella. Los rayos que inciden en la dirección de la desviará alejándose de ella. Los rayos que inciden en la dirección de la normal son reflejados y refractados en esa misma dirección.

normal son reflejados y refractados en esa misma dirección.





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

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.



Para un observador situado en un medio menos denso, como el aire, un Para un observador situado en un medio menos denso, como el aire, un objeto situado en un medio más denso parece estar más cerca de la objeto situado en un medio más denso parece estar más cerca de la superficie de separación de lo que está en realidad. Un ejemplo habitual superficie de separación de lo que está en realidad. Un ejemplo habitual

Figura 3:

Figura 3: Resultado de la refracción elResultado de la refracción el objeto sumergido parece estar más objeto sumergido parece estar más

cerca de la superficie del agua cerca de la superficie del agua

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

El rayo DB procedente del punto D

El rayo DB procedente del punto D del objeto se desvía alejándose de la normal, del objeto se desvía alejándose de la normal, hacia el punto A. Por hacia el punto A. Por ello, elello, el objeto parece situado en C, donde la línea ABC intercepta una línea perpendicular a la superficie del agua y objeto parece situado en C, donde la línea ABC intercepta una línea perpendicular a la superficie del agua y que pasa por D.

que pasa por D. En la

En la FIGURAFIGURA44 se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies de se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies de

separación paralelas. El índice de refracción del agua es más bajo que el del vidrio. Como el índice de separación paralelas. El índice de refracción del agua es más bajo que el del vidrio. Como el índice de refracción del primer y el último medio es el mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo incidente refracción del primer y el último medio es el mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo incidente AB, pero resulta desplazado.

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DETALLES EXPERIMENTALES

DETALLES EXPERIMENTALES

MATERIALES: MATERIALES:

2 pipetas graduadas de 5mL (Fortuna W.G.G y Germany, ±0.05mL),2 pipetas graduadas de 2mL (Hirschmann 2 pipetas graduadas de 5mL (Fortuna W.G.G y Germany, ±0.05mL),2 pipetas graduadas de 2mL (Hirschmann E.M. y Pirex, ±0.02mL), 2 pipetas graduadas de 1mL (Germany, ±0.01mL), tubos de ensayo con tapón de E.M. y Pirex, ±0.02mL), 2 pipetas graduadas de 1mL (Germany, ±0.01mL), tubos de ensayo con tapón de corcho, algodón, gradilla, termómetro.

corcho, algodón, gradilla, termómetro. Pipetas

Pipetas graduadas graduadas de de 1mL (), 1mL (), 2 2 y 5 y 5 mL, mL, tubos tubos con con tapón tapón de de corcho, corcho, algodón.algodón. REACTIVOS:

REACTIVOS:

Agua destilada, n-propanol, cetona, soluciones de sacarosa. Agua destilada, n-propanol, cetona, soluciones de sacarosa. EQUIPOS:

EQUIPOS:

Refractómetro de Abbe, Balanza analítica (±0.0001g) Refractómetro de Abbe, Balanza analítica (±0.0001g) PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

MEDIDA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE SOLUCIONES DE N-PROPANOL

MEDIDA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE SOLUCIONES DE N-PROPANOL

Primero se preparó 3 mL de soluciones que contenían 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 70, 80 y 100% en volumen Primero se preparó 3 mL de soluciones que contenían 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 70, 80 y 100% en volumen de n-propanol en agua. Luego se midieron las temperaturas de los líquidos puros y se abrió el prisma de n-propanol en agua. Luego se midieron las temperaturas de los líquidos puros y se abrió el prisma superior y se limpió ambos prismas con algodón humedecido en acetona y se colocó unas gotas de la superior y se limpió ambos prismas con algodón humedecido en acetona y se colocó unas gotas de la solución preparada anteriormente sobre el prisma inferior, luego se cerró con el prisma superior y se solución preparada anteriormente sobre el prisma inferior, luego se cerró con el prisma superior y se encendió el refractómetro, se observó con el ocular moviendo con el macrométrico hasta obtener una zona encendió el refractómetro, se observó con el ocular moviendo con el macrométrico hasta obtener una zona sombreada, luego con el micrométrico, se colocó la división de las zonas en la intersección de los filamentos sombreada, luego con el micrométrico, se colocó la división de las zonas en la intersección de los filamentos cruzado por último se cerró el interruptor y se leyó directamente en la escala el índice de refracción cruzado por último se cerró el interruptor y se leyó directamente en la escala el índice de refracción haciéndose lo mismo para todas las soluciones preparadas.

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TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS DE DATOS EXPERIMENTALES

TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS DE DATOS EXPERIMENTALES

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

TABLA N° 01

TABLA N° 01: Condiciones experimentales de laboratorio: Condiciones experimentales de laboratorio Presión

Presión (mmHg) (mmHg) Temperatura Temperatura (°C) (°C) H.R. H.R. (%)(%) 756

756 21 21 9696

Durante la práctica se considera: A = n-propanol y B = Agua Destilada Durante la práctica se considera: A = n-propanol y B = Agua Destilada TABLA N° 02

TABLA N° 02: Datos teóricos de densidad y masa molar: Datos teóricos de densidad y masa molar A

A (n-propanol) (n-propanol) B B (agua (agua destilada)destilada)

ρ

ρAA23°C23°C (g/mL) (g/mL)11 P.M. P.M. (g/mol)(g/mol) ρρBB24°C24°C (g/mL) (g/mL)22 P.M. P.M. (g/mol)(g/mol)

0.7998 60.09 0.9974 18.01

0.7998 60.09 0.9974 18.01

TABLA N° 03

TABLA N° 03: Datos experimentales de las soluciones de : Datos experimentales de las soluciones de n-propanoln-propanol %

% A A en en B B Volumen Volumen A A (mL) (mL) Volumen Volumen B B (mL)(mL) ηη Mezcla Mezcla

0 0 0.00 0.00 3.003.00 1.33301.3330 5 5 0.15 0.15 2.852.85 1.33551.3355 10 10 0.30 0.30 2.702.70 1.33951.3395 20 20 0.60 0.60 2.402.40 1.34751.3475 30 30 0.90 0.90 2.102.10 1.35401.3540 40 40 1.20 1.20 1.801.80 1.36001.3600 50 50 1.50 1.50 1.501.50 1.36551.3655 70 70 2.10 2.10 0.900.90 1.37501.3750 80 80 2.40 2.40 0.600.60 1.37651.3765 100 3.00 0.00 100 3.00 0.00 1.38341.3834

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30 30 25.576 25.576 0.0930.093 40 40 34.837 34.837 0.1380.138 50 50 44.503 44.503 0.1940.194 70 70 65.170 65.170 0.3590.359 80 80 76.233 76.233 0.4900.490 100 100

100

100

1

1

TABLA N° 06

TABLA N° 06: Datos experimentales de porcentaje en peso (%W), : Datos experimentales de porcentaje en peso (%W), fracción molar (fracción molar ( X) X)

%

% A A en en B B WWA n-propanolA n-propanol(g) (g) WWB agua destiladaB agua destilada(g)(g) ρρ00(g/mL) (g/mL) %W %W (porcentaje (porcentaje en en peso)peso)  X X(fracción molar)(fracción molar)

0 0 0.0000 0.0000 2.9922 2.9922 0.9974 0.9974 0 0 00 5 5 0.1200 0.1200 2.8426 2.8426 0.9875 0.9875 4.036 4.036 0.0120.012 10 10 0.2399 0.2399 2.6930 2.6930 0.9776 0.9776 9.211 9.211 0.0300.030 20 20 0.4799 0.4799 2.3938 2.3938 0.9579 0.9579 19.869 19.869 0.0690.069 30 30 0.7198 0.7198 2.0945 2.0945 0.9381 0.9381 29.886 29.886 0.1130.113 40 40 0.9598 0.9598 1.7953 1.7953 0.9184 0.9184 39.951 39.951 0.1660.166 50 50 1.1997 1.1997 1.4961 1.4961 0.8986 0.8986 50.086 50.086 0.2310.231 70 70 1.6796 1.6796 0.8977 0.8977 0.8591 0.8591 70.546 70.546 0.4180.418 80 80 1.9195 1.9195 0.5984 0.5984 0.8393 0.8393 78.837 78.837 0.5280.528 100 100 2.3994 2.3994 0.0000 0.0000 0.7998 0.7998 100 100 11 TABLA N° 07

TABLA N° 07: Datos teóricos y : Datos teóricos y experimentales de refracciones molaresexperimentales de refracciones molares %

% A A en en B B RRteóricoteórico RRexperimentalexperimental

00 3.714 3.714 3.7143.714 55 3.863 3.863 3.8873.887 10 10 4.029 4.029 4.1224.122 20 20 4.423 4.423 4.6694.669 30 30 4.915 4.915 5.2785.278 40 40 5.535 5.535 6.0096.009 50 50 6.327 6.327 6.9066.906 70 70 8.745 8.745 9.4859.485 80 80

(20)

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PRÁCTICARÁCTICA0707 – –RREFRACTOMETRÍAEFRACTOMETRÍA Error! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to appError! Use the Home tab to apply Título 1 to the text that you want to app

EJEMPLO DE CÁLCULOS

EJEMPLO DE CÁLCULOS

 Hallando laHallando laρρ23°C23°Cn-propanoln-propanol teórica tenemos lo siguiente: teórica tenemos lo siguiente:

ρ

ρ15ºC15ºCn-propanoln-propanol= 0.8076 g/mL= 0.8076 g/mLβ=1.22x10β=1.22x10-3-3(ºC(ºC-1-1))



−

−

º

º

== 

1(15)==

1(15)

−

º

º

−

11.2210

11.2210

0.8076/

0.8076/

−−

((ºº

−−

))((1523

1523))ºº =0.7998/

=0.7998/

A)

A) %W(porcentaje en peso) teórico del n-propanol en ca%W(porcentaje en peso) teórico del n-propanol en ca da mezclada mezcla :: Sabemos que: Sabemos que:

 ==





=

=

%

%



==











100% =

100% = 





++





100%=

100%= 











++











100%

100%

Donde: Donde: A=

A=NN-P-PROPANOLROPANOL B=B= AAGUA DESTILADAGUA DESTILADA

ρ

ρAA= 0.7798g/mL= 0.7798g/mL ρρBB= 0.9974 g/mL= 0.9974 g/mL

 Hallando para 10%VHallando para 10%VAA::

V

VAA= = 0.3mL 0.3mL VVBB = 2.7mL = 2.7mL

%

%



==

0.7998

0.7998





((0.3 

0.7998

0.7998

0.3 ))+0.9974





+0.9974

((0.3 

0.3 ))





((2.7 

2.7 ))100=8.181%

100=8.181%

B)

B)  X X(fracción molar) teórica del n-propanol en cada mezcla(fracción molar) teórica del n-propanol en cada mezcla ..

Sabemos que: Sabemos que:

(22)

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  ==

18.01

18.01







0.7998

0.7998





0.9

0.9

18.01

18.01







0.7998

0.7998





+60.09

+60.09







0.9974

0.9974





2.1

2.1 =0.093

=0.093

C)

C) %W(porcentaje en peso)experimental del n-propanol en cada m%W(porcentaje en peso)experimental del n-propanol en cada m ezcla.ezcla. Tenemos la siguiente ecuación:

Tenemos la siguiente ecuación:

100

100((



11))





==



((







11))

++((100

100







)()(



11))

Despejando P

Despejando PAA tenemos tenemos





==100

100







((







((

11))



11))



((





((

11))



11))



Dónde:

Dónde:

― PPAA = % en peso experimental de A = % en peso experimental de A

― ηηAA,,ηηBB,,ηη00 = índice de refracción de A, B y la mezcla respectivamente. = índice de refracción de A, B y la mezcla respectivamente.

― ρρAA,,ρρBB,,ρρ00 = densidad de A, B y la mezcla respectivamente. = densidad de A, B y la mezcla respectivamente.

C.1.)Cá

C.1.)Cálculo de la densidad de la mezcla (ρlculo de la densidad de la mezcla (ρ00):):

  ++

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D)

D)  X  X  (fracción molar) experimental del n-propanol en cada mezcla (fracción molar) experimental del n-propanol en cada mezcla ..

 Hallamos una relación entre el % en peso teórico (WHallamos una relación entre el % en peso teórico (WTT) y la fracción molar () y la fracción molar ( X  X ):):

  == ̅̅











̅̅











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









== ̅̅

̅̅







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









⟹⟹ 11  ==̅̅





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

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









==11++̅̅

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

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

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((11))



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== 





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

⟹⟹

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

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

11))==







⟹⟹



== 

((11









))  (2)

  (2)

Reemplazando (2) en (1) se obtiene la expresión:

Reemplazando (2) en (1) se obtiene la expresión:

11  ==11++ 





̅̅

  



((−

−



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

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̅̅

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⟹ ⟹  ==





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



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

̅̅

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  



))++

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̅̅

  

Finalmente reemplazamos el % en peso teórico (W

Finalmente reemplazamos el % en peso teórico (WTT) por el experimental (P) por el experimental (PAA))

  ==







̅̅







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̅̅





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̅̅

  

))++



̅̅

  

Hallando para 70% V Hallando para 70% VAA:: P PAA= 70.546%= 70.546%

70.546%18.01

70.546%18.01



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F)

F) Calculando las refracciones molares experimentales de las mezclas.Calculando las refracciones molares experimentales de las mezclas.







==

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



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++22××  

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  

+(1

+(1



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Dónde:

Dónde:  X  X AA = Fracción molar del propanol en la mezcla (experimental) = Fracción molar del propanol en la mezcla (experimental)

M

MAA=60.09 =60.09 g/mol g/mol MMBB = 18.01 g/mol = 18.01 g/mol

Hallando para el 5% V

Hallando para el 5% VAA ηη00 = 1.3353 = 1.3353 ρρ00= = 0.9875 0.9875 g/mL g/mL XXAA = 0.012 = 0.012







==1.3355

1.3355

1.3355

1.3355



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((0.012

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60.09

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0.9875

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10.012))18.01

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

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

=3.887

=3.887 

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=3.887

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



G)

G) Calculando las refracciones molares teóricos de las mezclas.Calculando las refracciones molares teóricos de las mezclas.



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

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Dónde:

Dónde:  X  X AA = Fracción molar de A (n-propanol) en la mezcla (teórico) = Fracción molar de A (n-propanol) en la mezcla (teórico)

Hallando para el 5% V Hallando para el 5% VAA::

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%

%



=1.003%

=1.003%

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%=|1.0031

1.0031

11 |100%=0.3%  

|100%=0.3%  

H.2) Sacarosa al 2% H.2) Sacarosa al 2% D DATOSATOS:: W Wsacarosasacarosa= 0.2023g= 0.2023g W Wsacarosa+H2Osacarosa+H2O= 10.0153g= 10.0153g

%

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10.0153100%

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=2.02%

=2.02%

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2.022

22 |100%=1%  

|100%=1%  

TABLA DE RESULTADOS

TABLA DE RESULTADOS

TABLA N° 08

(30)

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DISCUSIÓN DE RESULTADOS

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Los índices de refracción obtenidos para las

Los índices de refracción obtenidos para las muestras son con respecto al índice de rmuestras son con respecto al índice de refracción del aire, esefracción del aire, es decir lo que se lee es el índice absoluto de la mezcla debido a que según la L

decir lo que se lee es el índice absoluto de la mezcla debido a que según la LEY DEEY DESSNELLNELL el índice de refracción el índice de refracción

del aire no afecta porque este es 1. del aire no afecta porque este es 1.

Con los datos del índice de refracción obtenidos en el refractómetro se calculó el porcentaje de peso Con los datos del índice de refracción obtenidos en el refractómetro se calculó el porcentaje de peso experimental de las mezclas notándose que la variación no variaba mucho (aunque en algunos casos si experimental de las mezclas notándose que la variación no variaba mucho (aunque en algunos casos si variaba considerablemente) comparado con el teórico, esto es debido a

variaba considerablemente) comparado con el teórico, esto es debido a que se trabajó con pipetas en la que se trabajó con pipetas en la queque se podía medir volúmenes muy pequeños siendo nuestros cálculos más precisos. También se calculó se podía medir volúmenes muy pequeños siendo nuestros cálculos más precisos. También se calculó refracción molar de cada mezcla comparándolos con el teórico para la solución de n-propanol el porcentaje refracción molar de cada mezcla comparándolos con el teórico para la solución de n-propanol el porcentaje de error varía en el intervalo de 0.34%

de error varía en el intervalo de 0.34% – – 18.98%. Este error se debe a que los compuestos son muy volátiles a 18.98%. Este error se debe a que los compuestos son muy volátiles a

temperatura ambiente, además los corchos usados para la experiencia estaban muy desgatados lo hizo que temperatura ambiente, además los corchos usados para la experiencia estaban muy desgatados lo hizo que el n-propanol fugara por los poros desgatados del corcho e

el n-propanol fugara por los poros desgatados del corcho e n cuestión.n cuestión. Los índices de refracción varían para ca

Los índices de refracción varían para cada solución de distintos porcentajes en peso, debido a que este es unda solución de distintos porcentajes en peso, debido a que este es un indicativo de pureza y al variar los porcentajes de las mezclas, el rayo incidente sufrirá cambio de dirección indicativo de pureza y al variar los porcentajes de las mezclas, el rayo incidente sufrirá cambio de dirección para cada muestra, siendo el ángulo de incidencia constante y el ángulo de refracción variable de acuerdo al para cada muestra, siendo el ángulo de incidencia constante y el ángulo de refracción variable de acuerdo al medio donde se trabaje.

medio donde se trabaje.

CONCLUSIONES

(32)

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BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA

 LLEVITTEVITT. Química Física Prácticas de Findlay,9va Edición. España: Editorial Reverté. 1979.. Química Física Prácticas de Findlay,9va Edición. España: Editorial Reverté. 1979.

Páginas consultadas: 224-228 Páginas consultadas: 224-228

 LLANGEANGE,, NNORBERTORBERT AADOLPHDOLPH.. Handbook of Chemistry, 10Handbook of Chemistry, 10thth. New York: Editorial McGraw Hill, 1967.. New York: Editorial McGraw Hill, 1967.

Páginas consultadas: 1192-1384 Páginas consultadas: 1192-1384

 CCR.CCR. Handbook of Chemistry and Physics, 53Edición. New York: Editorial McGraw Hill, 1967.Handbook of Chemistry and Physics, 53Edición. New York: Editorial McGraw Hill, 1967.

Páginaconsultada: F4 Páginaconsultada: F4

 MMARONARON,, SS,, LLANDÓANDÓ,, J. Fisicoquímica Fundamental, 1ra Edición. México: Editorial Limusa. 1978.J. Fisicoquímica Fundamental, 1ra Edición. México: Editorial Limusa. 1978.

Páginas consultadas: 683-689 Páginas consultadas: 683-689

 KKIRKIRK,, RRAYMONDAYMOND,, E. Enciclopedia de tecnología E. Enciclopedia de tecnología química, 1ra Edición, química, 1ra Edición, tomo V. México: Editorial Hispanotomo V. México: Editorial Hispano

Americana. 1965. Americana. 1965.

Páginas consultadas: 676-685 Páginas consultadas: 676-685

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ANEXOS

ANEXOS

1.

1. Describa cuales son los tipos de refDescriba cuales son los tipos de refractómetros y sus aplicaciones.ractómetros y sus aplicaciones. R

REFRACTÓMETROSEFRACTÓMETROS:: Se basan en la refracción del ángulo critico en ladeterminación del desplazamiento de unaSe basan en la refracción del ángulo critico en ladeterminación del desplazamiento de una

imagen. Existen dos tipos de refractómetros que son: el de Abbé y

imagen. Existen dos tipos de refractómetros que son: el de Abbé y el de Inmersión.el de Inmersión. R

REFRACTÓMETRO DEEFRACTÓMETRO DEAABBÉBBÉ::El instrumento lee directamente, el índice El instrumento lee directamente, el índice derefracción es durable, requiere solo unaderefracción es durable, requiere solo una

gota de la muestra y da una buena aproximación del valor de la diferencia de índice de refracción entre la gota de la muestra y da una buena aproximación del valor de la diferencia de índice de refracción entre la línea azul y la

línea azul y la roja del hidrógeno que constituye una medida de la roja del hidrógeno que constituye una medida de la dispersión.dispersión. R

REFRACTÓMETRO DEEFRACTÓMETRO DEPPULFRICHULFRICH:: El refractómetro de Pulfrich es útil para la medición del índice de refracción de El refractómetro de Pulfrich es útil para la medición del índice de refracción de

muestras sólidas o líquidas. Con gran cuidado en el uso del instrumento y con los ajustes mejores posibles, muestras sólidas o líquidas. Con gran cuidado en el uso del instrumento y con los ajustes mejores posibles, se alcanza una precisión del orden de 1 x 10-4 en el índice de refracción. La diferencia del índice entre dos se alcanza una precisión del orden de 1 x 10-4 en el índice de refracción. La diferencia del índice entre dos muestras cuyos índices difieren muy poco, se puede determinar con

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solución, pero también se utiliza como una medida relativa de la concentración de otros tipos de solución, pero también se utiliza como una medida relativa de la concentración de otros tipos de edulcorantes, como la alta concentración de fructosa de maíz, jarabes de fructosa (JMAF).La medición de la edulcorantes, como la alta concentración de fructosa de maíz, jarabes de fructosa (JMAF).La medición de la concentración de sólidos disueltos asegurará de que los rendimientos de producción se extiendan y los concentración de sólidos disueltos asegurará de que los rendimientos de producción se extiendan y los beneficios se mantengan. Los edulcorantes es típicamente se venden en un estado de concentración. A beneficios se mantengan. Los edulcorantes es típicamente se venden en un estado de concentración. A partir de este, el productor reconstituirá el edulcorante en una concentración más baja como parte de la partir de este, el productor reconstituirá el edulcorante en una concentración más baja como parte de la producción de los alimentos o bebidas.

producción de los alimentos o bebidas.

Un problema que se encuentra con frecuencia durante la medición es que las muestras de alimentos y Un problema que se encuentra con frecuencia durante la medición es que las muestras de alimentos y bebidas son a menudo muy coloreados y opacos incluso los azúcares líquidos son a menudo viscosas. bebidas son a menudo muy coloreados y opacos incluso los azúcares líquidos son a menudo viscosas. Algunas muestras, tales como jugos y concentrados de frutas, mermeladas, jaleas y han disuelto los Algunas muestras, tales como jugos y concentrados de frutas, mermeladas, jaleas y han disuelto los materiales, como la celulosa, que pueden afectar a la lectura mediante el bloqueo de la luz en un materiales, como la celulosa, que pueden afectar a la lectura mediante el bloqueo de la luz en un refractómetro portátil manual de

refractómetro portátil manual de estilo.estilo.

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2.

2. ¿Cuál es el efecto de la variac¿Cuál es el efecto de la variación de la temperatura y de la presión en la refracción ión de la temperatura y de la presión en la refracción específica y enespecífica y en la refracción molar de los líquidos?

la refracción molar de los líquidos?

La teoría dice que el índice de refracción aumenta con la presión debido al aumento de la densidad. Un La teoría dice que el índice de refracción aumenta con la presión debido al aumento de la densidad. Un aumento de la presión generará a su vez un incremento en la densidad y esto a su vez generará un aumento aumento de la presión generará a su vez un incremento en la densidad y esto a su vez generará un aumento de la concentración de electrones encontrados por la radiación y aumentará correspondientemente el valor de la concentración de electrones encontrados por la radiación y aumentará correspondientemente el valor del índice de refracción. Y una variación

del índice de refracción. Y una variación de la temperatura, producirá una de la temperatura, producirá una disminución de la densidad, por lodisminución de la densidad, por lo tanto se apreciará una disminución del número de electrones encontrados esto a su vez generará una tanto se apreciará una disminución del número de electrones encontrados esto a su vez generará una disminución del índice de refracción.

disminución del índice de refracción. 3.

3. Adjunte y comente brevemente una publicación científica indexada en los últimos 5 años enAdjunte y comente brevemente una publicación científica indexada en los últimos 5 años en referencia al estudio estudiado.

referencia al estudio estudiado.

Últimamente nos llama la atención los estudios realizados en el campo de la bioquímica con el caso que Últimamente nos llama la atención los estudios realizados en el campo de la bioquímica con el caso que comentare a continuación, estuve revisando publicaciones relacionadas al tema de R

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