INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA
Por: Gabriel Brum De Souza • 29/3/2022 • Trabalho acadêmico • 2.447 Palavras (10 Páginas) • 89 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA
Débora Martins Teixeira
Gabriel Brum de Souza
Prática 3
Análise refratométrica
Juiz de Fora
2021
Débora Martins Teixeira
Gabriel Brum de Souza
Prática 3 - Análise refratométrica
Relatório referente à aula prática de físico-química apresentado ao departamento de química presente no instituto de ciências exatas da Universidade Federal de Juiz de Fora, como requisito parcial à obtenção da aprovação na disciplina.
Juiz de Fora
2021
SUMÁRIO
- Introdução ………………………………………………………3
- Objetivos ………………………………………………………..5
- Materiais e Métodos…………………………………………….5
3.1- Materiais……………………………………………………5
3.2- Métodos…………………………………………………….6
- Resultados e Discussões ………………………………………..6
- Conclusão ………………………………………………………10
- Referências …………………………………………………….13
1 Introdução
Quando um feixe de luz ao ser passado de um meio transparente para outro muda de direção chamamos esse efeito de refração, conforme é mostrado na figura 1 existe um ângulo de incidência (i) e um ângulo de refração (r), o índice de refração (n) está relacionado ao meio, temperatura, pressão, natureza da substância e a razão entre as velocidades da luz no vácuo. O índice de refração pode ser usado para na identificação de substâncias puras e misturas binárias, é calculado a partir da razão entre as velocidades da luz no vácuo (c) e no meio (c´):
(1)[pic 1]
Figura 1: refração e reflexão da luz.
[pic 2]
Fonte:https://files.cercomp.ufg.br/weby/up/56/o/refratometria.pdf
O feixe de luz ao ser passado por meios com índices de refração diferentes muda de direção.
A Lei de Snell demonstra a relação entre os senos dos ângulos de incidência e de refração juntamente com o índice de refração dos meios, assim a fórmula demonstra que o seno do ângulo de incidência (i) é multiplicado pelo valor do índice de refração do meio 1, ou seja, de onde se propaga o raio incidente (n1), depois se iguala ao seno do ângulo de refração (r) do meio 2 de onde se propaga o ângulo que foi refratado (n2):
(2)[pic 3]
A velocidade da luz no vácuo é representada por v1, essa velocidade é máxima fazendo com que o índice de refração seja sempre maior do que 1. Para se obter o valor do índice de refração correto é necessário escolher como meio de referência o ar e se multiplicar o índice de refração medido por 1,0003 pois essa é a relação entre a velocidade da luz do vácuo pela velocidade da luz no ar, para 1=589 nm (luz amarela do sódio) a 1 atm e 20 °C. O ângulo r amplia à medida que o ângulo i aumenta, e chega ao ângulo crítico (valor máximo) quando o raio de luz incidente é horizontal, i = 90°.
Existe um método capaz de determinar o índice de refração de diferentes substâncias, o refratômetro, representado na figura 2, este instrumento mede o índice de refração através da luz que atravessa a partir de um ângulo crítico assim a luz sofre reflexão total. Essa luz passa por um meio onde o índice de refração se deseja conhecer e vai para um prisma de vidro onde o índice de refração é conhecido.
Figura 2: fotografia de um refratômetro de Abbe típico
[pic 4]
Fonte: google imagens.
No campo visual do refratômetro é possível observar uma parte escura e uma parte clara (figura 3). A linha que separa as duas partes é a região do ângulo crítico, o índice de refração, entre 1,300 e 1,700 é lido na escala do aparelho ( figura 3).
A refração molar de uma substância é calculado a partir de:
(3)[pic 5]
Figura 3: campo visual da ocular e escala de índices de refração em um refratômetro de Abbe.
[pic 6]
Fonte: https://files.cercomp.ufg.br/weby/up/56/o/refratometria.pdf
2 Objetivos
Determinar a concentração de uma solução de NaCl, determinar o índice de de refração de vários líquidos orgânicos de uma série homóloga de álcoois e de um hidrocarboneto, a fim de se calcular a refração molar dos grupos -H, -CH2 e -OH. Determinar a concentração de uma mistura binária isopropanol:cicloexano a partir de uma curva-padrão com valores já conhecidos dos índices de refração das misturas isopropanol-cicloexano e encontrar a concentração da mistura problema.
3 Materiais e Métodos
3.1 Materiais
- Refratômetro de Abbe
- Soluções de NaCl
- metanol
- etanol
- 1-butanol
- n-hexano
- mistura de isopropanol:ciclohexano
- pipeta de Pasteur
- algodão
- éter
3.2 Métodos
Procedimento 1: O refratômetro Abbe localizado próximo a uma fonte de luz ligada posteriormente para facilitar a observação do sistema do prisma foi aberto e girado com o objetivo de fazer com que a superfície do componente opaco ficasse na horizontal, após esse ajuste foi adicionado 2 gotas de NaCl presentes em um determinado frasco com uma concentração específica sobre a área de leitura do refratômetro que deve ser fechada rapidamente para impedir que esse líquido evapore e cause distorções nos dados analisados. Para realizar essa análise primeiro deve-se encontrar a posição em que a linha de separação claro-escuro do sistema de prismas fique bem visível, se atentando para que essa linha de separação não fique exageradamente nítida que por sua vez ficará embaçada ocasionando uma observação errônea do índice de refração pois a linha de separação não vai ficar precisamente sobre o cruzamento das linhas do retículo da ocular. Após realizar as etapas anteriores registramos o índice de refração mostrado na escala do refratômetro Abbe da primeira solução de NaCl e sua temperatura, em seguida o sistema do prisma foi limpo com algodão e éter, esse procedimento foi repetido cinco vezes, variando a concentração de NaCl em cada um dos frascos, incluindo um que não estava especificado a sua concentração.
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