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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ANÁLISIS INSTRUMENTAL TEMA:

REFRACTOMETRÍA

AUTOR: GUTIÉRREZ FLORES, ISRAEL FECHA: 13/05/16 GRUPO HORARIO: 91G

2016-I

I.

MARCO TEÓRICO

Refracción Es el cambio de dirección que sufre un rayo de luz al pasar oblicuamente de un medio a otro de densidad distinta. La refracción es la responsable de la formación de imágenes por las lentes y el ojo. Índice de Refracción Se define como la relación entre los senos de los ángulos de incidencia y refracción del haz de luz al pasar de un medio a otros de diferente densidad. Es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo. De forma más precisa, el índice de refracción es el cambio de la fase por unidad de longitud, esto es, el número de onda en el medio (k) será “n” veces más grande que el número de onda en el vacío (ko). Aplicaciones Se basan en determinar la concentración de los sólidos disueltos en una solución. Por lo tanto, aumentos en concentración harán que el índice de refracción se incremente. Conociendo la composición química de la solución, se puede derivar una escala que convertirá el índice de refracción en la concentración de la solución. (escala Brix). En la Industria Alimentaria Refractometría de líquidos se utiliza en el análisis de alimentos con fines de Determinación cuantitativa, de identificación de ciertos componentes, control y caracterización de Pureza. Existe una amplia aplicación para alimentos líquidos viscosos, con cierto contenido en sólidos, tales como ketchup, mermeladas, zumos, etc. Así mismo las bebidas carbonatadas y otros procesos industriales, en los que se mide la concentración de azúcar después de ser carbonatada y justo antes de envasar. Otras aplicaciones son medidas de las mezclas glicerina-agua, formaldehidometanol, procesos en el caucho sintético, alimentos como café o té. Una importante aplicación está en la hidrogenación de grasas y aceites cuyo análisis continuo se ve dificultado por las cantidades variables de metales usados como catalizadores tales como níquel o platino. En general la instalación de refractómetros en línea proporciona análisis rápidos y precisos en multitud de procesos industriales. Solidos solubles Se puede medir directamente el contenido de azúcar por medios químicos, ya que el azúcar es a menudo el principal componente de los sólidos solubles, sin embargo, debe admitirse que también hay otros sólidos solubles como ácidos orgánicos y minerales. Es mucho más fácil y útil medir los sólidos solubles totales en el jugo extraído mediante un refractómetro o hidrómetro. En las Análisis Instrumental

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especificaciones para el procesamiento de frutos se incluye un contenido mínimo de sólidos solubles totales. La medición de los sólidos solubles, junto a la de acidez total, representa uno de los principales análisis a realizar durante el proceso de elaboración de vinos de frutas. Constituye la piedra angular del proceso de acondicionamiento del mosto, con el cual se logran las condiciones ideales de fermentación. El contenido de sólidos solubles es un buen estimador del contenido azúcar en los jugos de frutas, ya que ésta representa más del 90% de la materia soluble en la mayoría de ellos. La concentración en sólidos solubles de los zumos se expresa en grados Brix. Originariamente, los grados Brix son una medida de densidad. Un grado Brix es la densidad que tiene, a 20° C, una solución de sacarosa al 1 %, y a esta concentración corresponde también un determinado índice de refracción, Así pues, se dice que un zumo tiene una concentración de sólidos solubles disueltos de un grado Brix, cuando su índice de refracción es igual al de una solución de sacarosa al 1 % (p/v). Como los sólidos no son solamente sacarosa, sino que hay otros azúcares, ácidos y sales, un grado Brix no equivale a una concentración de sólidos disueltos de 1g/10ml. Los grados Brix son, por tanto, un índice comercial, aproximado, de esta concentración que se acepta convencionalmente como si todos los sólidos disueltos fueran sacarosa. Concentración % de sacarosa La determinación de la concentración de azúcares en soluciones acuosas, jarabes, almibares, se realiza mediante un refractómetro de azúcares llamado también brixometro. Los grados Brix se expresan como Bx y miden la cantidad de sólidos solubles presentes en un jugo, pulpa o cualquier solución azucarada, expresados en porcentaje de sacarosa. Éstos sólidos solubles están representados por los azúcares, ácidos, sales y demás compuestos solubles en agua presentes en los jugos de las células de una fruta. Los valores obtenidos se consideran empíricos (semi cuantitativos) por la dependencia de las medidas a la temperatura y a la presencia de azúcares diferentes a la sacarosa como ya se dijo antes. Si la pulpa o jugo se hallan a diferente temperatura de 20º c, se podrá realizar un ajuste en °Bx, utilizando una tabla de conversión según la temperatura en que se realice la lectura.

Análisis Instrumental

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II.

CÁLCULOS

MUESTRA

GRADOS BRIX

Mermelada Naranja Granadilla Miel Café Yogurt Vino Powerade Glicerina

68.4% 7.5% 13.6% 78.4% 17.4% 16.3% 4.65% 7.4% 71.5%

Índice de refracción 1.461578 1.34401 1.353448 1.486556 1.359562 1.357776 1.339745 1.343858 1.469135

𝑆 = 70 + 444(𝑛𝐷 − 1.4658)

A) Sólidos totales

𝑆 = 22.037344

Yogurt:

B) % de sacarosa MUESTRA Mermelada Naranja Granadilla Miel Café Vino Powerade Glicerina

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% DE SACAROSA 66.14% 7.5% 13.56% 77.68% 17.42% 4.6% 7.4% 69.63%

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% de alcohol en una muestra

% de Alcohol

GRADOS BRIX

5 10 15 20

0.95 2.1 3.1 4.85

Índice de refracción 1.334 1.336 1.337 1.340

nD Vs. % de alcohol 1.341 y = 0,00038x + 1332 R² = 0,9627

Índice de refracción

1.340 1.339 1.338 1.337 1.336 1.335 1.334 1.333 5

La ecuación sería:

10

% de Alcohol

15

20

𝑛𝐷 = 0.00038(% 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙) + 1.332

Para el vino: 𝑛𝐷𝑣𝑖𝑛𝑜 = 1.339745 1.339745 = 0.00038(% 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙) + 1.332 %𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙𝑣𝑖𝑛𝑜 = 20.4%

Análisis Instrumental

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III.

CONCLUSIONES 

Se determinó los grados Brix de diversas sustancias usando el refractómetro, además de hallar su nD.

 

Se determinó el % de sacarosa de algunas muestras utilizando la tabla de Índice de refracción a 20°C de disoluciones de sacarosa. Se logró obtener la ecuación para determinar el % de alcohol en el vino.

IV.

RECOMENDACIONES 

Se recomienda tener cuidado al momento de manejar el refractómetro ya que es un equipo sensible.



Diluir las muestras que son sustancias sólidas para una correcta medición en el equipo de refractometría.

V.

REFERENCIAS 

DOUGLAS SKOOG. “Principios de análisis instrumental”. Editorial Mc Graw Hill. Quinta edición. 2001



Hernández-Hernández, L.; González-Pérez, C. Introducción al análisis instrumental. Capítulo 3. Ed. Ariel Ciencia, 2002.



https://www.academia.edu/9651077/Refractometria

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