FACULTAD DE CIENCIAS NATURALESLABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL I Alumno: _____________________________________Código: ___________ Alumno: _____________________________________Código: ___________ Laboratorio: REFRACTOMETRÍA EN BEBIDAS ALCOHÓLICAS OBJETIVO Aplicar la técnica de refractometría para la cuantificación de etanol en bebidas alcohólicas. 1. INTRODUCCIÓN La medición de la concentración de un alimento resultaría muy tediosa de no ser por la gran ayuda proporcionada por la refractometría, esta técnica posee varias aplicaciones en el aspecto cualitativo y cuantitativo, en el análisis de los alimentos. La refractometría es usada con fines de identificación y caracterización de aceites u grasas, en control de la pureza de los alimentos, en la medición de jugos azucarados, determinación aproximada del contenido de alcohol en licores, entre otros. Por estas razones, además de la economía de la técnica, la facilidad de uso del instrumento, la cantidad de muestra y la obtención de resultados al momento. El índice de refracción de una sustancia se define como el cociente entre el seno del ángulo de incidencia (sen i) y el seno del ángulo de refracción (sen r) de la luz monocromática, al pasar de un medio menos denso generalmente aire a un medio más denso (figura 1) Figura 1. Ley de refracción en los dos medios. El índice de refracción es una de las constante físicas más importantes para la identificación de un compuesto; además los refractómetros permiten determinar este índice con gran precisión, dependiendo este valor de la longitud de onda utilizada y de la temperatura. En general, aumenta al aumentar la longitud de onda de la radicación utilizada y disminuye al aumentar la temperatura. Dicho índice se expresa como: n2 v 1 sen i = = n1 v 2 sen r En el vacío: n1 = 1 y v1 = C Entonces se obtiene: n2= C sen i = v2 sen r En general: ni= C sen i = v1 sen r Donde: ni = Índice de refracción de la sustancia C = Velocidad de propagación en el vacío (es constante) Vi = Velocidad de propagación en el medio 3.1 Normas de seguridad El índice de refracción depende denormas la composición de la muestra, de la T, y de la El estudiante debe referirsefuertemente al manual de de seguridad. longitud de onda de la luz utilizada, se suele medir n con la línea espectral de la luz amarilla del t 3.2 Equipos de protección personal sodio (Línea D = 589 nm) y a T = 20, 25 o 40ºC y se denota como: n D Usar durante todo el desarrollo de la práctica los siguientes elementos de seguridad: El índice de refracción del agua es Bata de laboratorio Guantes de nitrilo Gafas de seguridad n20 D =1,3333 2. Mantener SEGURIDAD DURANTE LA PRÁCTICA los elementos personales de seguridad identificados y en buen estado. Está prohibido su intercambio con los demás compañeros de laboratorio. 3.3 Manejo de Residuos químicos Tanto por razones de seguridad como por respeto al medio ambiente, es importante disponer los residuos generados en las prácticas del laboratorio de química en forma adecuada. Por ello el estudiante debe: 1. Emplear los recipientes destinados para eliminar los residuos o desechos de laboratorio, los cuales están debidamente identificados según el tipo de sustancia a desechar. 2. Verter únicamente los residuos en el recipiente correspondiente para evitar reacciones no controladas y potencialmente peligrosas. No arrojar por el desagüe los desechos o residuos químicos obtenidos durante el desarrollo de la práctica. Si tiene alguna inquietud al respecto comuníquela al responsable del laboratorio, quien le indicará la forma correcta de hacerlo 3. PROCEDIMIENTO 3.1. MATERIALES Tabla 1. Listado de materiales necesarios para el desarrollo de la práctica por pareja. ITEM Balón Aforado 100 mL Balón Aforado 50 mL Bureta 25 mL Pinza para bureta Soporte universal Beaker 100 mL Frasco lavador Gotero Algodón Papel Kimwipes Cantidad 5 6 2 2 2 2 1 3 3.2. REACTIVOS Tabla 2. Listado de reactivos necesarios para el desarrollo de la práctica por pareja. Reactivo Etanol 96% Muestra de Aguardiente Muestra de Ron Cantidad 400 mL 50 mL 10 mL 3.3. EQUIPOS Tabla 3. Listado de equipos necesarios para el desarrollo de la práctica por pareja. Equipos Refractómetro Cantidad 1 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4.1.1. Línea de Calibración Tomar cinco balones aforados de 100 mL, marcarlos del 1 al 5 y adicionar los siguientes volúmenes de etanol al 96%: 15, 30, 45, 60 y 75 mL. Enrazar con agua destilada hasta completar el volumen y agite. Limpie el prisma del refractómetro con etanol al 96% y deje secar, una vez seco deposite de 3 a 4 gotas de agua destilada y mida el índice de refracción, haga lo mismo con las soluciones de etanol, con etanol al 96% y finalmente con la muestra de aguardiente y ron. Nota: cada lectura debe realizarse por triplicado. Realice una curva de calibración y determine la concentración de etanol presente en las dos muestras. 4.1.2. Línea de calibración por adición estándar Prepare seis balones aforados de 50 mL, márquelos del 1 al 6 y adicione a todos 7,5 mL de aguardiente, el primero complételo a volumen con agua destilada, a los demás balones adicione los siguientes volúmenes de etanol al 96%: 7,5, 15, 22,5, 30 y 37,5 mL respectivamente. Complete con agua destilada hasta el aforo y agite. Limpie el prisma del refractómetro con etanol al 96% y deje secar, una vez este seco deposite de 3 a 4 gotas de la solución que contiene únicamente el aguardiente y mida el índice de refracción, haga lo mismo con las otras soluciones de aguardiente amas etanol. Nota: cada lectura debe realizarse por triplicado. Realice una curva de calibración y determine la concentración de etanol en el aguardiente. Escriba todos los resultados en las tablas que se encuentran en cálculos y resultados. 5. CÁLCULOS Y RESULTADOS Tabla 1. Línea de calibración para la cuantificación de etanol Volumen de Etanol Adicionado (mL) 0 15 30 45 60 75 Etanol 96% Ángulo de Rotación 1 Angulo de Rotación 2 Ángulo de Rotación 3 Tabla 2. Cuantificación de etanol en muestras problemas Solución Ángulo de Rotación 1 Angulo de Rotación 2 Ángulo de Rotación 3 Aguardiente Ron Tabla 3. Línea de calibración para la cuantificación de etanol por adición de estándar Volumen de Etanol adicionado (mL) 0,00 7,5 15,0 22,5 30,0 37,5 Ángulo de Rotación 1 Angulo de Rotación 2 Ángulo de Rotación 3 6. PAUTAS PARA EL ANÁLISIS DE RESULTADOS. Compare las dos curvas de calibración y determine si hay interferencia de matriz, para esto se deben comparar estadísticamente las pendientes a través de una prueba t. 7. REFERENCIAS 1. Solano, E., Perez, E. y Tomas, F. Prácticas de Laboratorio de Química Orgánica. 4 ed. Murcia: Secretariado de Publicaiones, 1991. 57p 2. Meloan, C. Kiser,R. “Problemas y Experimentos en Análisis Instrumental”. Editorial Reverte. México. 1973. 3. Molina, F. Refractometría y Polarimetría. Venezuela: Facultad de Agronomía, 1-14p. 4. Laboratorio de Fisicoquímica I “Refractometría”. {En línea}. {23 julio de 2015} disponible (http://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico9.pdf). en: 5. Connors, K.A. “Curso de Análisis Farmacéutico” Editorial Reverte. Barcelona. 1981 Elaborado por: Jhonner A. Gutiérrez P. 2015. Universidad ICESI