REFRACTOMETRÍA

Andrea MerchánEdith MoralesDiana Gavidia

Laura Traslaviña

REFRACCIÓN DE LA LUZCuando la luz pasa de un medio

transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de

propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales.

Si se divide la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente se obtendrá un valor

llamado índice de refracción de ese medio.

INDICE DE REFRACCION

•Cuando la luz atraviesa de un medio a otro, la velocidad a la cual viaja cambia en relación con la diferencia de la densidad entre los dos materiales

• n = c / vdonde c: velocidad de la luz en el vacío (3x108 m/s) v: velocidad de la luz en el medio

REFRACTÓMETROS

•Ellos se basan en el principio por el cual, cuando aumenta la densidad de una sustancia, el índice de refracción aumenta proporcionalmente. 

•Determinan el índice de refracción por medio de la posición del rayo critico.

Sólo parte de la luz incidente en el prisma de medición es transmitida. Se produce una división neta del campo

en dos zonas, una clara y una oscura. Rotando el sistema de prismas se logra visualizar la línea divisora formada que se traduce en una medida graduada

que dará el valor del índice de refracción.

TIPOS DE REFRACTÓMETROS

•Existen dos tipos de refractómetros en función de la detección del índice de refracción;  sistemas transparentes y sistemas de reflexión.

• Los refractómetros Abbe usan los sistemas transparentes, mientras que los refractómetros digitales usan los sistemas de reflexión.

SISTEMA TRANSPARENTE

•Si la muestra es de baja concentración, el ángulo de refracción es grande (vea "A") debido a la gran diferencia en el índice de refracción entre el prisma y la muestra

•Si la muestra es concentrada, el ángulo de refracción es pequeño (vea "B") debido a la pequeña diferencia en el índice de refracción entre el prisma y la muestra.

FACTORES QUE AFECTAN EL INDICE DE REFRACCION

TEMPERATURA: medida del cambio de densidad. La temperatura debe ser controlada para obtener mediciones precisas de índice de refracción

PRESIÓN: en general para los líquidos un aumento en la presión aumenta la densidad y por ende aumenta el índice de refracción

LONGITUD DE ONDA: el IR (índice de refracción) en un medio transparente disminuye gradualmente al aumentar la longitud de onda

PARTES DEL REFRACTOMETRO

LA EXACTITUD ES DE ± 0.0001.

TIPOS DE REFRACTOMETROS

Existe una amplia gama de refractómetros. Se pueden clasificar de acuerdo a su diseño óptico y aplicación en:

• Refractómetros Tipo ABBE• Refractómetros por inmersión• Refractómetros de desplazamiento de imagen

REFRACTOMÉTRO DE PULFRICH, ABBE

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, 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 un error de 2 x10-5.

Para la medición de muestras sólidas , se saca la celda cilíndrica de la parte alta del bloque y se coloca la muestra sobre la superficie horizontal del bloque, con una fina capa de líquido entre las dos superficies. El líquido debe tener un índice de refracción algo mayor que el de la muestra y algo menor que el del bloque. La superficie de la muestra en el lado adyacente al bloque debe estar pulida y ser plana.

Se usa sobre todo para medidas precisas en disoluciones o líquidos muy

volátiles, reactivos o higroscópicos, para placas sólidas, estudios

diferenciales y para medidas de Dispersión.

MANEJO DEL REFRACTOMETRO

ABBE

•Se realiza con agua destilada (1.333 o Brix 0%)

•Asegúrese que la frontera esté adecuadamente alineada con el centro de la equis.

TECNICAS DE MEDICION

•Muestras liquidas(realizarlo con pipeta de plástico; cerrar la caja )

•Muestras solidas: pulir la superficie y agregarle liquido de contacto(n=1.65>yoduro de metileno; n=1.65<monobromonaftalina)

•Aplicación directa(modo de reflexión): plásticos suaves y materiales tipo hule(grosor aprox. 0.25mm)

•Aplicación indirecta(modo de reflexión):Resinas y sólidos de bajo punto de ebullición (derretirlos sobre sustrato de vidrio);utilizar liquido de contacto

•Muestras oscuras(modo de reflexión):Absorben o dispersan mucha luz

OTROS REFRACTOMETROS•El refractómetro de inmersión da una

precisión mayor en su lectura que cualquier otro tipo, excepto el refractómetro de interferencia.

•Refractómetro Gemológico

"KRÜSS“ SE OBSERVAN GEMAS

• REFRACTÓMETRO PARA ORINA Y PROTEINAS EN SUERO

•El Refractómetro Digital: es un instrumento óptico que emplea las mediciones del índice de refracción para desplegar el contenido de azúcar en muestras de frutas

•Refractómetros digitales de mano

Los refractómetros digitales ofrecen varias ventajas: • Funcionan de una manera más rápida,

precisa y exacta que los instrumentos manuales habituales.

• No resulta necesario efectuar largos y costosos procesos de preparación de muestras ni de limpieza propios de los refractómetros Abbe, ya que basta con colocar la muestra líquida en el cuerpo de medición para iniciar el análisis.

En resumen…

• La medida del índice de refracción permite determinar la concentración de disoluciones acuosas.

• El refractómetro es el aparato que se utiliza para determinar índices de refracción

• El Índice de refracción de un liquido es relativo a su concentración (ºBrix o porcentaje de azúcar)

Aplicación a nivel

industrial

La aplicación más común de los refractómetros es la de determinar la concentración de los sólidos disueltos en una solución. En una solución que contiene un solo sólido disuelto o en la cual solamente un sólido cambia de concentración, el índice de refracción cambiará junto con la concentración de dicho sólido disuelto. Por lo tanto, todos los aumentos en concentración harán que el índice de refracción se incremente. Una vez que se conozca la composición química de la solución, se puede derivar una escala que convertirá el índice de refracción en la concentración de la solución. 

FRUTAS•Se Puede determinar el tiempo correcto de

cosecha (siega).•A través del control de clasificación y

calidad, la fruta Puede ser uniformada y exportada (o transportada)

•Para la mejora de la calidad del producto y las condiciones de cultivo la concentración del azúcar (brix) es un indicador importante.

INDUSTRIA ALIMENTICIA•Se Pueden estandarizar los productos•Es posible efectuar proporciones de mezcla

exactas sobre las soluciones de productos alimenticios enlatados (condimento de conservas)

• Ideal para mantener las normas internacionales para exportar

•Las comparaciones con mercaderías estándar, o de otras empresas, se Pueden hacer fácilmente

•Se proporcionan importantes datos para la confección de la calidad y el desarrollo (o exportación) del producto.

INDUSTRIA E INVESTIGACIÓN•Controlando la apropiada concentración

del aceite industrial, se Puede prevenir la corrosión y aumentar la eficiencia.

•Mediciones en las secreciones de plantas y animales, Pueden usarse tanto para evaluar la salud de animales y plantas como para perfeccionar las razas y para investigar las condiciones del crecimiento y cultivo.

OTRAS APLICACIONES

BomberosLa espuma debe ser diluida correctamente para asegurar la efectividad de la misma. Se emplean refractómetros para el proceso de dilución y para verificar la calidad y los lotes premezclados. 

AgriculturaCiertos aditivos orgánicos elevan la lectura de Brix del jugo de las cosechas como el maíz. Al mantener estas lecturas de Brix arriba de cierto nivel, los jugos de las plantas funcionan como pesticida natural. 

Productores y Embotelladores de BebidasDesde refrescos hasta vinos de mesa, se emplean los refractómetros para monitorear el nivel de sólidos disueltos en la solución. 

PisciculturaSe utilizan para hacer una verificación rápida de la salinidad de los tanques, los estanques y las instalaciones de almacenaje. Eliminan la necesidad de los hidrómetros complicados y frágiles. Como toda la cosecha está sujeta al mismo ambiente acuático, los piscicultores no pueden tomar riesgos con los niveles de salinidad tan críticos.